CN111362756A - 基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的基于农药中间体副产物的有机‑无机复混肥包括农药废液浓缩液、腐殖酸、氨基酸原液、硫酸钾、复合微量元素、复硝酚钠。本发明充分利用农药生产过程中产生的农药废液浓缩液中富含的氮素，既解决了环保排放问题，又找到了优质的有机‑无机复混肥的原料来源，使之变废为宝，通过复配加工形成一种富含有机质及矿质营养的有机‑无机复混肥，避免了因农药废液处理或废弃产生的环境污染问题，同时也降低了有机‑无机复合肥的生产成本，具有显著的生态效益和经济效益。本发明还提供一种基于农药中间体副产物的有机‑无机复混肥的制备方法，通过该方法处理后的有机‑无机复混肥能够防止农药废液污染土壤，提高土壤有机质，为作物提供丰富营养。

Description

基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥及制备方法

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥及制备方法。

背景技术

目前，由于施肥习惯、观念、粮食需求量和经济效益等诸多原因，人们施肥多以化肥为主，有机肥施用不足，导致土壤酸化、板结、缓冲能力下降和肥效吸收效果差等问题，致使土壤质量下降，进而使农业生产难获得可持续发展；同时现在肥料消费市场也正在向高浓度、复合化及缓效化的方向发展。因此，复混肥料将会拥有广阔的发展前景，将取代单一的化学肥料而成为肥料市场的主流，尤其有机-无机复混肥更会以既包含有机质，又包含矿质营养等诸多优点而成为肥料新宠。施用有机-无机复混肥，在保证农作物产量和提高品质的条件下，更能保证农业可持续发展，同时对粮食安全和土壤生态保育也具有重大意义。

传统肥料存在的问题则比较明显。首先传统有机肥，多采用畜禽粪便和化学肥料复混而成，需要投入的原料成本很高，同时肥料消费市场上所存在的有机肥一直得不到很好地消纳。传统化肥则普遍存在施用量大、利用率低的问题，易破坏土壤，导致土壤保水、保肥和透气性差，难以满足农作物的实际生长需求；同时其实际利用率仅有30％左右，大部分都随农田排水流入江河湖泊或残留于土壤和农作物体内，不仅带来环境污染而且危害人类生命的安全和健康。而有机-无机复混肥则是介于有机肥和化肥之间的一种新型肥料，具备两种肥料的双重特点。其有机成分和无机成分二者结合互相调节使肥料的养分供应均衡稳定，肥料利用率高，且肥料中大量的有机质，能够改良土壤环境，进而活化土壤中的氮、磷、钾、硼、锌和锰等养分；同时肥料中所富含的生理活性物质可促进植物根呼吸和养分吸收以及叶面的光合作用等，为植物的生长发育提供了有力保障，真正体现了“1+1>2”的效应。

烟碱类农药在生产过程中会生成大量的废液，例如噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷，其在存放或排放过程中都会产生恶臭气味，严重污染生态环境。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种对烟碱类农药生产过程中产生的废液进行利用的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥及制备方法。

一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥包括农药废液浓缩液、腐殖酸、氨基酸原液、硫酸钾、复合微量元素、复硝酚钠。

优选的，所述农药中间体副产物的有机-无机复混肥的重量比为：农药废液浓缩液70.7％、腐殖酸20％、氨基酸原液5％、硫酸钾3％、复合微量元素1％、复硝酚钠0.3％。

优选的，所述农药废液浓缩液包括噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷。

优选的，所述农药废液浓缩液中的噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷的质量比为1:2:1，三种尾液成分氮素重量含量分别为：10％、14％、8％，农药废液浓缩液的氮素重量含量为13％。

优选的，所述复合微量元素包括硼砂、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Cu、EDTA-Zn。

优选的，所述复合微量元素的各成分质量比为：硼砂0.5％、EDTA-Fe0.2％、EDTA-Mn0.1％、EDTA-Cu0.1％、EDTA-Zn0.1％。

一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

步骤S001，以烟碱类农药生产过程中产生的噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液为原料，将噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液进行四效蒸发，形成农药废液浓缩液；

步骤S002，将步骤S001占总质量70.7％的农药废液浓缩液与占总质量20％的腐殖酸充分混合形成第一混合液；

步骤S003，向步骤S002得到的第一混合液中继续添加占总质量5％的氨基酸原液、3％的硫酸钾、1％的复合微量元素和0.3％的复硝酚钠，充分搅拌混合形成第二混合液；

步骤S004，将步骤S003得到的第二混合液用氢氧化钾调节其pH至6.0形成第三混合液；

步骤S005，将步骤S004得到的第三混合液采用喷浆造粒工艺使之成型，粒度范围为4～5mm；

步骤S006，将成型后的肥料进行干燥，待冷却后分封装袋即成有机-无机复混肥。

优选的，所述基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法中各成分的质量比为：农药废液浓缩液70.7％、腐殖酸20％、氨基酸原液5％、硫酸钾3％、复合微量元素1％、复硝酚钠0.3％。

优选的，在步骤S006中，干燥后的肥料有机质含量不低于20％、总养分不低于15％、含水量不超过12％，且在干燥时其瞬时进膛温度550-650℃，出膛温度90-110℃，自然冷却包装温度则在40℃以下。

有益效果：本发明的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥包括农药废液浓缩液、腐殖酸、氨基酸原液、硫酸钾、复合微量元素、复硝酚钠。本发明充分利用农药生产过程中产生的农药废液浓缩液中富含的氮素，既解决了环保排放问题，又找到了优质的有机-无机复混肥的原料来源，使之变废为宝，通过复配加工形成一种富含有机质及矿质营养的有机-无机复混肥，避免了因农药废液处理或废弃产生的环境污染问题，同时也降低了有机-无机复合肥的生产成本，具有显著的生态效益和经济效益。本发明还提供一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法，通过该方法处理后的有机-无机复混肥能够防止农药废液浓缩液污染土壤或者对土壤中的微生物以及植物产生毒害作用。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合实施例予以说明。

一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥包括农药废液浓缩液、腐殖酸、氨基酸原液、硫酸钾、复合微量元素、复硝酚钠。

进一步的，所述农药中间体副产物的有机-无机复混肥的重量比为：农药废液浓缩液70.7％、腐殖酸20％、氨基酸原液5％、硫酸钾3％、复合微量元素1％、复硝酚钠0.3％。

进一步的，所述农药废液浓缩液包括噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷。

噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷，三种都是生产烟碱类杀虫剂农药生产所需要的中间体产物。合成该产物主要的原料为硝酸铵，含氮量极高，合成后大部分氮素都以噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷的形式残留在尾液中。

进一步的，所述农药废液浓缩液中的噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷的质量比为1:2:1，三种尾液成分氮素重量含量分别为：10％、14％、8％，农药废液浓缩液的氮素重量含量为13％。

进一步的，所述复合微量元素包括硼砂、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Cu、EDTA-Zn。

进一步的，所述复合微量元素的各成分质量比为：硼砂0.5％、EDTA-Fe0.2％、EDTA-Mn0.1％、EDTA-Cu0.1％、EDTA-Zn0.1％。

本发明对于没有实现水肥一体化的地区，进行农田大量机施是容易实现的。同时长期施用该复混肥，能够改善土壤结构、增加土壤养分释放速率以及促进作物根系活力，进而逐步恢复农田土壤质量和提高作物产量。

一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法包括以下步骤：

步骤S001，以烟碱类农药生产过程中产生的噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液为原料，将噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液进行四效蒸发，形成农药废液浓缩液；

烟碱类农药生产过程中产生的尾液浓度较低，在经过行四效蒸发后，能够有效提高尾液浓度，便于尾液的运输。

步骤S002，将步骤S001占总质量70.7％的农药废液浓缩液与占总质量20％的腐殖酸充分混合形成第一混合液；

腐殖酸是有机质中最活跃、最有效的部分，且其生物活性很高。

步骤S003，向步骤S002得到的第一混合液中继续添加占总质量5％的氨基酸原液、3％的硫酸钾、1％的复合微量元素和0.3％的复硝酚钠，充分搅拌混合形成第二混合液；

所述氨基酸原液是口服氨基酸提取物尾液，富含各类氨基酸成分，生物活性强，易于与其他成分混合使用，且总养分含量超过8％，有机质含量超过15％，氨基酸含量超过10％，pH值为4.0。氨基酸营养丰富全面，易于与其它成分混合。

复硝酚钠是一种强力细胞赋活剂及肥料增效剂，与植物接触后能迅速渗透到植物体内，促进细胞的原生质流动，提高细胞活力，加速植株生长发育、促根壮苗、增强抗逆能力，同时还能有效消除不同元素之间的拮抗作用。

步骤S004，将步骤S003得到的第二混合液用氢氧化钾调节其pH至6.0形成第三混合液；

第二混合液的PH值较低，不适合造粒后施用到土壤中。通过加入氢氧化钾，不但能够调节PH值，也能够提供钾元素。

步骤S005，将步骤S004得到的第三混合液采用喷浆造粒工艺使之成型，粒度范围为4～5mm；

步骤S006，将成型后的肥料进行干燥，待冷却后分封装袋即成有机-无机复混肥。

该复混肥复富含有作物生长发育所必需的营养物质及中微量元素，不仅提高了作物的产量，具有较好的经济效益，且其所含有的微量元素也有效地补充了作物对于中微量元素的需求，一定程度上避免了作物的缺素症，也提高了作物品质。

本发明的有机-无机复混肥的大量矿质元素由浓缩液和硫酸钾提供；有机物质由氨基酸原液和腐殖酸提供，微量元素由硼砂、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Cu、EDTA-Zn提供；复硝酚钠为肥料增效剂，能够加速植株生长发育，促根壮苗，增强作物抗逆能力。矿质元素与氨基酸原液和腐殖酸有机物质充分混合，促使肥料养分均衡、高效地提供给作物，且氨基酸及腐殖酸中含有大量的有机物质以及天然生长的活性物质，其能够较好地改良土壤环境，进而活化土壤中的氮、磷、钾、硼、锌和锰等养分，同时也能够促进植物根呼吸和养分吸收以及叶面的光合作用等，为植物的生长发育提供有力保障。

进一步的，所述基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法中各成分的质量比为：农药废液浓缩液70.7％、腐殖酸20％、氨基酸原液5％、硫酸钾3％、复合微量元素1％、复硝酚钠0.3％。

进一步的，在步骤S006中，干燥后的肥料有机质含量不低于20％、总养分不低于15％、含水量不超过12％，且在干燥时其瞬时进膛温度550-650℃，出膛温度90-110℃，自然冷却包装温度则在40℃以下。

进膛温度控制在550-650℃，在干燥冷却膛内前端能让新的造粒颗粒瞬间高温脱水，之后旋转传送至冷却膛冷却，能有效保持颗粒形态、抑制有机物质高温碳化、防止氮素挥发损失。

最终产品有机无机复混肥的各组分及含量：N含量13.1％、P₂O₅含量0.5％、K₂O含量3.5％，N+P₂O₅+K₂O＝17.1％，总养分≥15％；水分质量分数≤12％；有机质质量分数≥20％；造粒后粒度为4-5mm粒径的颗粒占总颗粒数95％以上，符合1.00-5.60mm粒度占比70％的要求；pH值为5.5-6.5，符合酸碱度3.0-8.0的范围。

本发明的有机-无机复混肥在宁夏进行青贮玉米肥效田间试验，在同期、同品种、同田间地块内比较分析本发明产品与不施肥、化肥、有机肥、常规有机-无机复混肥对青贮玉米生长指标和产量的影响。

处理1：以不施肥为对照(CK)；

处理2：三元复合肥化肥，施肥量为900kg·hm^-2；

处理3：有机肥，施肥量为6000kg·hm^-2；

处理4：常规有机-无机复混肥，施肥量为1200kg·hm^-2；

处理5：本发明制备的有机-无机复混肥，施肥量为2400kg·hm^-2。

除不施肥处理(CK)外，其他各处理均追施尿素和磷酸氢二铵各150kg·hm^-2。

表1可得，施肥均显著提高了了玉米株高，其中以施用本发明有机-无机复混肥处理的株高最高，较不施肥(CK)、施用化肥、有机肥及常规有机-无机复混肥处理分别提高了21.10％、5.27％、10.12％和1.10％，且施用本发明有机-无机复混肥处理与施用化肥和有机肥处理株高间均存在显著性差异。各施肥处理玉米茎粗的大小表现为施用本发明有机-无机复混肥>常规有机-无机复混肥>化肥>有机肥，较不施肥(CK)处理分别增加了8.77％、8.54％、5.71％和1.87％。各施肥处理玉米的叶面积指数均高于不施肥(CK)处理，其中施用化肥、有机肥、常规有机-无机复混肥和本发明有机-无机复混肥处理较不施肥(CK)处理分别增加了3.92％、5.88％、11.11％和14.38％，且施用有机肥和复混肥处理与不施肥(CK)处理的叶面积指数间差异显著。单株干物质量以施用本发明有机-无机复混肥处理最高，达283.45g，较不施肥(CK)、施用化肥、有机肥和常规有机-无机复混肥分别提高了29.45％、5.05％、10.25％和1.15％，且与不施肥(CK)、施用化肥和有机肥处理间存在显著性差异。

表1不同种类肥料对青贮玉米生长指标的影响分析

表2可得，施用化肥、有机肥、常规有机-无机复混肥和本发明有机-无机复混肥处理较不施肥(CK)处理玉米产量均显著增加，增产率分别达60.49％、51.85％、77.78％和80.66％，其中本发明有机-无机复混肥处理较常规有机-无机复混肥处理相比，产量有所增加，但效果不明显。结合肥料成本与产值考虑，施用本发明有机-无机复混肥处理的经济收益为26933元·hm^-2，较施用常规有机-无机复混肥处理增加了1662元·hm^-2，且产投比也最高，达到14,19。综合分析施用本发明有机-无机复混肥提高产量、增加产值，更加有益于农业生产。

表2不同种类肥料对青贮玉米产量及经济效益的影响

(注：三元复合肥化肥3.75元·kg^-1，有机肥0.60元·kg^-1，常规的有机-无机复混肥2.20元·kg^-1，本产品有机-无机复混肥0.60元·kg^-1，尿素价格为1.76元·kg^-1，磷酸二铵价格为2.25元·kg^-1，青贮玉米价格为440元·t^-1)

本发明以农药中间体生产过程中产生的噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液为主要原料，其主要原料来源特别，尾液含氮量高，充分实现了废物利用，使之变废为宝，具有明显的生态效益。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：包括农药废液浓缩液、腐殖酸、氨基酸原液、硫酸钾、复合微量元素、复硝酚钠。

2.如权利要求1所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：所述农药中间体副产物的有机-无机复混肥的重量比为：农药废液浓缩液70.7%、腐殖酸20%、氨基酸原液5%、硫酸钾3%、复合微量元素1%、复硝酚钠0.3%。

3.如权利要求1所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：所述农药废液浓缩液包括噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷。

4.如权利要求3所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：所述农药废液浓缩液中的噁二嗪、甲基硝基胍、咪唑烷的质量比为1:2:1，三种尾液成分氮素重量含量分别为：10%、14%、8%，农药废液浓缩液的氮素重量含量为13%。

5.如权利要求1所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：所述复合微量元素包括硼砂、EDTA-Fe、EDTA-Mn、EDTA-Cu、EDTA-Zn。

6.如权利要求4所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥，其特征在于：所述复合微量元素的各成分质量比为：硼砂0.5%、EDTA-Fe0.2%、EDTA-Mn0.1%、EDTA-Cu0.1%、EDTA-Zn0.1%。

7.一种基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S001，以烟碱类农药生产过程中产生的噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液为原料，将噁二嗪、甲基硝基胍和咪唑烷三种尾液进行四效蒸发，形成农药废液浓缩液；

步骤S002，将步骤S001占总质量70.7%的农药废液浓缩液与占总质量20%的腐殖酸充分混合形成第一混合液；

步骤S003，向步骤S002得到的第一混合液中继续添加占总质量5%的氨基酸原液、3%的硫酸钾、1%的复合微量元素和0.3%的复硝酚钠，充分搅拌混合形成第二混合液；

步骤S004，将步骤S003得到的第二混合液用氢氧化钾调节其pH至6.0形成第三混合液；

步骤S005，将步骤S004得到的第三混合液采用喷浆造粒工艺使之成型，粒度范围为4~5mm；

步骤S006，将成型后的肥料进行干燥，待冷却后分封装袋即成有机-无机复混肥。

8.如权利要求7所述的基于农药中间体副产物的有机-无机复混肥的制备方法，其特征在于：在步骤S006中，干燥后的肥料有机质含量不低于20%、总养分不低于15%、含水量不超过12%，且在干燥时其瞬时进膛温度550-650℃，出膛温度90-110℃，分封装袋包装温度在40℃以下。