CN108046907A - 一种炭基有机无机复混肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炭基有机无机复混肥及其制备方法，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆40‑60份、园林废弃物30‑50份、禽畜粪便15‑30份、矿物催化剂3‑6份、工业氯化钾2‑5份、五氧化二磷2.2‑5份、氧化钾4‑11.5份、工业硼酸1‑2份、钼酸铵1.8‑3.2份、腐殖酸4‑6份、草木酸1.5‑2.5份、风化褐煤5‑8份、尿素4‑6份、磷酸脲2‑4份、碳酸锰1‑3份、次磷酸镁1‑3份。本发明的炭基有机无机复混肥在补充农作物生长所需要的各种养分的同时，既有逐步改良土壤板结，增强土壤蓄水、蓄养和保肥能力，且丰富了土壤中的微量元素，不断提高了农作物产量和质量。

Description

一种炭基有机无机复混肥及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料的技术领域，具体涉及一种炭基有机无机复混肥及其制备方法。

背景技术

我国自改革开放以来，农村耕地的有机肥料使用量逐年减少，农民为了追求农作物产量，大量使用国产或进口的氮、磷、钾肥料已形成常态化，因长期使用化工肥料给耕地不但造成了土壤板结、蓄水、蓄养、保肥和农作物产量呈逐年下降趋势，而且因农田土壤板结水土流失给自然环境中的其它土壤和水流域带来严重污染。

由于我国人口众多，耕地面积有限农田连年耕种根本没有土壤自然修复期，导致土壤中农作物生长所需的必需营养成分严重缺失，尤其是农作物所必需的钙Ca、镁Mg、硫S、铁Fe、硼B、锰Mn、铜Cu、锌Zn、钼Mo、氯Cl等12种微量元素严重匮乏，致使农作物营养成分不均衡，农作物产量和农产品质量逐年下降。

化工肥料催生的农产品给民众身心健康带来的危害，其危害的普遍性逐年显现出来。

农作物秸秆还田腐熟周期与土壤温度有着密切的关系，秸秆腐熟常温下大约需要两年以上时间，然而，北方秋天收获果实后就马上进入极寒天气农作物秸秆根本不会进入腐熟阶段。大量实践表明：头一年还田的农作物秸秆因土壤封冻不能腐熟造成第二年春天播种的子种炕在粉碎的秸秆上，子种下不接触土壤，上面因土覆盖不实而漏气，子种不能发芽造成农田大面积断苗，因而导致农作物秸秆还田肥料化技术不被农民所认可，秸秆还田肥料化方案在我国大部分农村无法推行。农民每年收获果实后对农作物秸秆只能采取就地焚烧还田的方式来处理农作物秸秆，然而，因秸秆焚烧不但经常造成飞机停航、路面交通事频发、火灾危害等不良影响，而且秸秆焚烧不仅对土壤生物平衡造成伤害给大气造成温室效应和污染也十分严重。

有种植的地方就会伴有养殖业，由于农民使用化肥省时省力形成习惯对禽畜粪便随意弃之，禽畜粪便的自然好氧发酵不但给自然环境带来污染，同时也给城镇卫生化建设带来极大的负面影响。

目前市场上的炭基复混肥主要是利用生物质炭基改良土壤板结，侧重补充化工的氮磷钾肥，而没有考虑农作物生长所必须需要的其它微量元素。因此，急需开发一种改良土壤板结，且能补充农作物生长所必需营养成分的微量元素，提高农产品产量和质量的炭基有机无机复混肥。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种炭基有机无机复混肥及其制备方法，本发明的炭基有机无机复混肥在补充农作物生长所需要的各种养分的同时，既有逐步改良土壤板结，增强土壤蓄水、蓄养和保肥能力，且丰富土壤中农作物生长所必需的微量元素，不断提高农作物产量和农产品质量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种炭基有机无机复混肥，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆40-60份、园林废弃物30-50份、禽畜粪便15-30份、矿物催化剂 3-6份、工业氯化钾2-5份、五氧化二磷2.2-5份、氧化钾4-11.5份、工业硼酸1-2份、钼酸铵1.8-3.2份、腐殖酸4-6份、草木酸1.5-2.5份、风化褐煤5-8份、尿素4-6份、磷酸脲2-4份、碳酸锰1-3份、次磷酸镁1-3 份。

本发明的复混肥包含多种生物质炭、风化褐煤和无机肥，能够改良农田土壤、补充农作物生长所必须的微量元素成分，平衡土壤温度、促进农作物快速生长，提高农作物产量和农产品品质，降低农田施肥成本，保护生态环境，提高农产品食用安全。

优选的，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆50份、园林废弃物35份、禽畜粪便15份、矿物催化剂5份、工业氯化钾5份、五氧化二磷5份、氧化钾4份、工业硼酸2份、钼酸铵3.2份、腐殖酸6份、草木酸2份、风化褐煤6份、尿素4份、磷酸脲4份、碳酸锰2份、次磷酸镁3份。

其中，所述矿物催化剂由以下质量份的成分组成：橄榄石1-2份、白云石1-2份、硫酸镍1-2份。所述矿物催化剂催化裂解生物质中的碳氢化合物，且增加农田土壤微量元素补充和改良土壤。

本发明还提供了一种所述的炭基有机无机复混肥的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，在气化炉中加入矿物催化剂进行气化；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

本发明通过将农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便在气化炉中进行处理，得到的还原气被进一步利用，得到的固体产物中有生物质炭黑和煅烧后的炭化矿物质，本发明采用生物质炭黑、炭化矿物质和风化褐煤旨在土壤改良、补充土壤中匮乏的微量元素，原料的成本低、生物质气化产气量高，从而达到农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便无害化处理处置和资源化利用。经实验测试结果证明：加入矿物催化剂，可提高生物质气化炉气化率20-30％，炭基有机无机复混肥可使农作物平均增产1.2-1.25倍。

本发明是科学应用生物质气化热、电、肥联产项目的副产品生物质炭黑、炭化矿物质、风化褐煤和无机肥，向市场提供环保型炭基有机无机复混肥。利用生物质炭黑自身成分及特性，炭化矿物质和风化褐煤自身微量元素成分及特性，将生物质炭黑与具有生物生长所必需的炭化矿物质、风化褐煤中的(微量元素)和无机肥混合配伍，降低农耕肥料成本投入、提高农作物在生长能均衡吸收所必需的养分，从而实现农作物增产和提高农产品质量，实现土壤疏松、增加土壤蓄养、蓄水和保肥能力。

其中，步骤(1)中，切割的粒径小于3cm。

步骤(1)中，在气化炉中干燥阶段的温度为150-250℃，热解阶段的温度为250-450℃，燃烧阶段的温度为450-650℃，还原阶段的温度为 650-750℃。

步骤(1)中，矿物催化剂的粒度在150目以下。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中生物质炭黑和经煅烧过的矿物催化剂呈多孔状，具有吸附性、松散性，具有保水、保墒、保肥，有效抑制水土流失所造成的地下水、流域水体和其它土壤环境的污染，生物质炭黑、煅烧过的矿物催化剂和风化褐煤均具有平衡土壤温度功能，可有效提高农作物初期生长过程中的耐寒能力；

(2)本发明的生物质炭黑中含有钾、磷、钙，经煅烧过的矿物催化剂和风化褐煤中均含有钠、镁、铝、铜、铁、锌、钙、锰、镍等多种微量元素成分，丰富了土壤中农作物生长所必需的营养成分，可有效提高农作物产量和质量，有效控制了农作物生长过程中的病虫害减少农药施用量，大幅降低化学肥料施用量提高农产品食用安全；

(3)本发明充分利用农作物秸秆、畜禽粪便、园林废弃物可有效防治因其腐熟所产生有害气体和渗沥液对地下水体、土壤和大气的污染；

(4)本发明充分利用废弃的生物质能源可有效延续一次能源使用寿命，能源是社会发展的驱动力，没有能源社会文明和社会发展将无从谈起；

(5)本发明充分利用园林废弃物可有效防止森林、草原火灾的发生，有效保护国家财产、人民群众财产和生命安全；

(6)本发明对废弃生物质能源科学利用推动了生物质能源产业化发展，生物质能源产业化发展可向社会提供庞大的再就业岗位，在不断提高人民群众生活水平同时，企业和个人不断向国家缴纳利税实现国家、企业、个人协同发展；

(7)本发明充分利用废弃生物质能源实现热、电、肥联产，形成废弃生物质能源循环经济产业链，在对废弃生物质能源无害化处理处置和资源化利用方面实现完全资源化利用。该发明工艺流程没有废水、废气、废渣排放，做到了节能减排兼顾的效果，符合国家能源发展战略和环境保护产业政策。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。

实施例1

一种炭基有机无机复混肥，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆40kg、园林废弃物50kg、禽畜粪便30kg、橄榄石1kg、白云石1kg、硫酸镍1kg、工业氯化钾5kg、五氧化二磷3.68kg、氧化钾5.38kg、工业硼酸2kg、钼酸铵3kg、腐殖酸6kg、草木酸2.5kg、风化褐煤5kg、尿素 6kg、磷酸脲3kg、碳酸锰3kg、次磷酸镁2kg。

该炭基有机无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

(1)将上述农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，切割的粒径小于3cm，在气化炉中加入橄榄石、白云石、硫酸镍(要求橄榄石、白云石、硫酸镍的粒度在150目以下)进行气化，其中干燥阶段的温度为 150℃，热解阶段的温度为350℃，燃烧阶段的温度为450℃，还原阶段的温度为650℃；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

本实施例得到的复混肥适合小麦、玉米、油菜等农作物，经实践证明：该炭基有机无机复混肥与氮磷钾肥对比，可使农作物提前早熟5-10天，农作物增产1.2-1.25倍。

实施例2

一种炭基有机无机复混肥，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆50kg、园林废弃物35kg、禽畜粪便15kg、橄榄石2kg、白云石1kg、硫酸镍1kg、工业氯化钾5kg、五氧化二磷5kg、氧化钾4kg、工业硼酸 2kg、钼酸铵3.2kg、腐殖酸6kg、草木酸2kg、风化褐煤6kg、尿素4kg、磷酸脲4kg、碳酸锰2kg、次磷酸镁3kg。

该炭基有机无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

(1)将上述农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，切割的粒径小于3cm，在气化炉中加入橄榄石、白云石、硫酸镍(要求橄榄石、白云石、硫酸镍的粒度在150目以下)进行气化，其中干燥阶段的温度为 220℃，热解阶段的温度为350℃，燃烧阶段的温度为450℃，还原阶段的温度为650℃；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

本实施例得到的复混肥适合小麦、玉米、油菜等农作物，经实践证明：该炭基有机无机复混肥与氮磷钾肥对比，可使农作物提前早熟6-10天，提高农作物产量高达25-40％。

实施例3

一种炭基有机无机复混肥，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆50kg、园林废弃物40kg、禽畜粪便30g、橄榄石1kg、白云石2kg、硫酸镍1kg、工业氯化钾5kg、五氧化二磷5kg、氧化钾4kg、工业硼酸 2kg、钼酸铵3.2kg、腐殖酸6kg、草木酸2kg、风化褐煤6kg、尿素4kg、磷酸脲4kg、碳酸锰2kg、次磷酸镁3kg。

该炭基有机无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

(1)将上述农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，切割的粒径小于3cm，在气化炉中加入橄榄石、白云石、硫酸镍(要求橄榄石、白云石、硫酸镍的粒度在150目以下)进行气化，其中干燥阶段的温度为200℃，热解阶段的温度为250℃，燃烧阶段的温度为450℃，还原阶段的温度为700℃；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

本实施例得到的复混肥适合白菜、麦菜、菠菜、芹菜、香菜等蔬菜种植，经实践证明：该炭基有机无机复混肥可有效减少蔬菜发育不良，且能有效抑制蔬菜生物性与非生物性病原，提高了蔬菜产品产量和质量，提高蔬菜产品产量高达25-50％。

实施例4

一种炭基有机无机复混肥，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆60kg、园林废弃物50kg、禽畜粪便15kg、橄榄石2kg、白云石1kg、硫酸镍2kg、工业氯化钾2kg、五氧化二磷2.2kg、氧化钾11.5kg、工业硼酸1kg、钼酸铵1.8kg、腐殖酸4kg、草木酸1.5kg、风化褐煤8kg、尿素 5kg、磷酸脲2kg、碳酸锰1kg、次磷酸镁1kg。

该炭基有机无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

(1)将上述农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，切割的粒径小于3cm，在气化炉中加入橄榄石、白云石、硫酸镍(要求橄榄石、白云石、硫酸镍的粒度在150目以下)进行气化，其中干燥阶段的温度为 250℃，热解阶段的温度为450℃，燃烧阶段的温度为650℃，还原阶段的温度为750℃；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

本实施例得到的复混肥适合萝卜、胡萝卜、西蓝花、莴笋等蔬菜种植，经实践证明：该炭基有机无机复混肥可有效减少蔬菜发育不良，且能有效抑制蔬菜裂根、空心、畸形和品质老化，提高了蔬菜产品产量和质量，提高蔬菜产品产量高达30-60％。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种炭基有机无机复混肥，其特征在于，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆40-60份、园林废弃物30-50份、禽畜粪便15-30份、矿物催化剂3-6份、工业氯化钾2-5份、五氧化二磷2.2-5份、氧化钾4-11.5份、工业硼酸1-2份、钼酸铵1.8-3.2份、腐殖酸4-6份、草木酸1.5-2.5份、风化褐煤5-8份、尿素4-6份、磷酸脲2-4份、碳酸锰1-3份、次磷酸镁1-3份。

2.根据权利要求1所述的炭基有机无机复混肥，其特征在于，该复混肥由以下质量份的原料制得：农作物秸秆50份、园林废弃物35份、禽畜粪便15份、矿物催化剂5份、工业氯化钾5份、五氧化二磷5份、氧化钾4份、工业硼酸2份、钼酸铵3.2份、腐殖酸6份、草木酸2份、风化褐煤6份、尿素4份、磷酸脲4份、碳酸锰2份、次磷酸镁3份。

3.根据权利要求1或2所述的炭基有机无机复混肥，其特征在于，所述矿物催化剂由以下质量份的成分组成：橄榄石1-2份、白云石1-2份、硫酸镍1-2份。

4.一种制备权利要求1所述的炭基有机无机复混肥的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将农作物秸秆、园林废弃物和禽畜粪便压实切割，在气化炉中加入矿物催化剂进行气化；

(2)将步骤(1)气化后的固体产物与工业氯化钾、五氧化二磷、氧化钾、工业硼酸、钼酸铵、腐殖酸、草木酸、风化褐煤、尿素、磷酸脲、碳酸锰、次磷酸镁混匀，造粒、烘干后即得。

5.根据权利要求4所述的炭基有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，切割的粒径小于3cm。

6.根据权利要求4所述的炭基有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在气化炉中干燥阶段的温度为150-250℃，热解阶段的温度为250-450℃，燃烧阶段的温度为450-650℃，还原阶段的温度为650-750℃。

7.根据权利要求4所述的炭基有机无机复混肥的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，矿物催化剂的粒度在150目以下。