CN105948987A - 一种磷改性生物炭肥及其制备方法 - Google Patents

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    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
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Abstract

本发明公开了一种磷改性生物炭肥及其制备方法，所述生物炭肥由下述重量份的原料制成：生物质原料60‑80份、人畜粪便30‑40份、添加剂15‑25份，其中，添加剂为过磷酸钙或钙镁磷肥；生物质原料的含水量控制在10%以下，人畜粪便的含水量控制在20%以下。本发明的生物炭具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；同时，利用过磷酸钙或钙镁磷肥作为添加剂，使磷与生物炭复合形成复合肥，另外，通过热解物料仓中的脱水排氧和裂解设备内的裂解，使原料中的营养物质得以锁住，进一步达到了改良土壤、增加土壤肥沃度、促进植物生长等目的。

Description

一种磷改性生物炭肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合肥，具体涉及一种磷改性生物炭肥及其制备方法。
背景技术
复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。
生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。生物炭不是一般的木炭，是一种碳含量极其丰富的木炭。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化而成。生物炭虽可作为肥料，但其微孔结构较少、比表面积较低，且保留的营养元素包括微量元素较少，因此使用时一般需要添加其他肥料。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种磷改性生物炭肥，第二个目的为提供一种上述磷改性生物炭肥的制备方法。
实现本发明第一个目的的技术方案为：
一种磷改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
生物质原料 60-80份
人畜粪便 30-40份
添加剂 15-25份
其中，添加剂为过磷酸钙或钙镁磷肥；生物质原料的含水量控制在10%以下，人畜粪便的含水量控制在20%以下。
所述生物质原料为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、甘蔗渣、树木残枝、木屑中的一种或两种以上的混合物。
实现本发明另一个目的的技术方案为：
一种磷改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
（1）将生物质原料干燥、粉碎成粉末，称取60-80份；
（2）将30-40份含水量为20%以下的人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物；
（3）将15-25份过磷酸钙或钙镁磷肥加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，获得混合原料；
（4）将步骤（3）所得的混合原料放入热解物料仓，仓内填充率大于80%，将物料仓内的混合原料加热至150-200℃，并保温20-60分钟，利用产生的水蒸气将仓内空气充分排出；
（5）将步骤（4）处理后的混合料送入裂解设备中炭化，升温至250-260℃，保温10-15分钟后在5分钟内升温至460-470℃，并保温3-4小时，然后在3分钟内降低至150-180℃，保温30-60分钟，使物料充分完成炭化后自然冷却，得到磷改性生物炭肥。
本发明的优点为：本发明的生物炭具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；同时，利用过磷酸钙或钙镁磷肥作为添加剂，使磷与生物炭复合形成复合肥，另外，通过热解物料仓中的脱水排氧和裂解设备内的裂解，使原料中的营养物质得以锁住，进一步达到了改良土壤、增加土壤肥沃度、促进植物生长等目的。
具体实施方式
实施例1
一种磷改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
生物质原料 70份
人畜粪便 30份
添加剂 15份
其中，添加剂为过磷酸钙；生物质原料的含水量控制在10%以下，人畜粪便的含水量控制在20%以下。
上述一种磷改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
（1）将水稻秸秆烘干、粉碎成粉末，称取70份；
（2）将30份含水量为20%以下的人畜粪便放入上述水稻秸秆粉末中，搅拌均匀，得到混合物；
（3）将15份过磷酸钙加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，得到混合原料；
（4）将步骤（3）所得的混合原料放入热解物料仓，仓内填充率大于80%，将物料仓内的混合原料加热至150℃，并保温30分钟，利用产生的水蒸气将仓内空气充分排出；
（5）将步骤（4）处理后的混合料送入裂解设备中炭化，升温至250℃，保温10分钟后在5分钟内升温至460℃，并保温3小时，然后在3分钟内急冷至150℃，保温 30分钟，使物料充分完成炭化后自然冷却，得到磷改性生物炭肥。
所得到的磷改性生物炭肥的比表面积为620m3/g，按每亩施用200kg的磷改性生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少62%， 而与不施用该生物炭肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少38%，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。
实施例2
一种新型改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
生物质原料 80份
人畜粪便 35份
添加剂 25份
其中，添加剂为钙镁磷肥；生物质原料的含水量控制在10%以下，人畜粪便的含水量控制在20%以下。
上述一种磷改性生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玉米秸秆烘干、研磨成粉末，称取80份；
（2）将35份含水量为20%以下的人畜粪便放入上述玉米秸秆粉末中，搅拌均匀，得到混合物；
（3）将25份钙镁磷肥加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，得到混合原料；
（4）将步骤（3）所得的混合原料放入热解物料仓，仓内填充率大于80%，将物料仓内的混合原料加热至200℃，并保温60分钟，利用产生的水蒸气将仓内空气充分排出；
（5）将步骤（4）处理后的混合料送入裂解设备中炭化，升温至250℃，保温15分钟后在5分钟内升温至470℃，并保温4小时，然后在3分钟内急冷至180℃，保温 60分钟，使物料充分完成炭化后自然冷却，得到磷改性生物炭肥。
所得到的磷改性生物炭肥的比表面积为624m3/g，按每亩施用200kg的新型改性生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少66%， 而与不施用该生物炭肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少40%，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。

Claims (3)

1.一种磷改性生物炭肥，其特征在于，由下述重量份的原料制成：
生物质原料 60-80份
人畜粪便 30-40份
添加剂 15-25份
其中，添加剂为过磷酸钙或钙镁磷肥；生物质原料的含水量控制在10%以下，人畜粪便的含水量控制在20%以下。
2.根据权利要求1所述的磷改性生物炭肥，其特征在于，所述生物质原料为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、甘蔗渣、树木残枝、木屑中的一种或两种以上的混合物。
3.一种权利要求1所述的磷改性生物炭肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将生物质原料干燥、粉碎成粉末，称取60-80份；
将30-40份含水量为20%以下的人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物；
将15-25份过磷酸钙或钙镁磷肥加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，得到混合原料；
将步骤（3）所得的混合原料放入热解物料仓，仓内填充率大于80%，将物料仓内的混合原料加热至150-200℃，并保温20-60分钟，利用产生的水蒸气将仓内空气充分排出；
将步骤（4）处理后的混合料送入裂解设备中炭化，升温至250-260℃，保温10-15分钟后在5分钟内升温至460-470℃，并保温3-4小时，然后在3分钟内降低至150-180℃，保温 30-60分钟，使物料充分完成炭化后自然冷却，得到磷改性生物炭肥。
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