CN114538991B - 一种生物炭基复合肥 - Google Patents

一种生物炭基复合肥 Download PDF

Info

Publication number
CN114538991B
CN114538991B CN202210341812.7A CN202210341812A CN114538991B CN 114538991 B CN114538991 B CN 114538991B CN 202210341812 A CN202210341812 A CN 202210341812A CN 114538991 B CN114538991 B CN 114538991B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biochar
compound fertilizer
based compound
straws
red mud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210341812.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114538991A (zh
Inventor
刘步有
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Yingkunyuan Mining Technology Co ltd
Original Assignee
Qingdao Yingkunyuan Mining Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Yingkunyuan Mining Technology Co ltd filed Critical Qingdao Yingkunyuan Mining Technology Co ltd
Priority to CN202210341812.7A priority Critical patent/CN114538991B/zh
Publication of CN114538991A publication Critical patent/CN114538991A/zh
Priority to NL2034400A priority patent/NL2034400B1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN114538991B publication Critical patent/CN114538991B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1321—Waste slurries, e.g. harbour sludge, industrial muds
    • C04B33/1322—Red mud
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/0645—Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/0665—Waste material; Refuse other than vegetable refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F5/00—Fertilisers from distillery wastes, molasses, vinasses, sugar plant or similar wastes or residues, e.g. from waste originating from industrial processing of raw material of agricultural origin or derived products thereof
    • C05F5/002—Solid waste from mechanical processing of material, e.g. seed coats, olive pits, almond shells, fruit residue, rice hulls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G1/00—Mixtures of fertilisers belonging individually to different subclasses of C05
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • 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
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/10—Solid or semi-solid fertilisers, e.g. powders
    • C05G5/12—Granules or flakes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本申请涉及固废综合利用领域，具体公开了一种生物炭基复合肥，包括生物炭组合物，生物炭组合物的制备方法，包括以下步骤：将生物质干燥后粉碎，造粒，制成生物质颗粒，备用；赤泥烘干，备用；将赤泥和添加剂混合，从回转窑的窑尾加入，将生物质颗粒从窑头喷吹，升温，进行热解处理，制成焙烧物料；将焙烧物料冷却，经细磨后磁选，获得非磁性矿渣；将非磁性矿渣经过细磨、风选后，制得生物炭组合物；生物质颗粒用量为赤泥用量的20‑25%，添加剂用量为赤泥用量的4‑8%。本申请的生物基复合物具有产生生物炭，肥沃土壤，还具有碳负性，固碳减排二氧化碳的效果。

Description

一种生物炭基复合肥
技术领域
本申请涉及固废综合利用的领域，更具体地说，它涉及一种生物炭基复合肥。
背景技术
生物炭是由生物质等在低氧或缺氧条件下，高温热解产生的固体材料，富含碳素、具有比表面积大、孔隙率高、呈碱性等特点。生物炭作为一种环境友好型的改良剂和钝化剂，在改善土壤肥力、刺激作物生长、稳定土壤中重金属等方面具有广泛的应用前景。但普通的生物炭中钾、氮等养分的含量非常低，不能达到传统意义上化肥的肥力。
赤泥是氧化铝厂生产企业生产氧化铝而带来的副产品，一般每生产一吨氧化铝，副产1-1.5吨左右赤泥，赤泥碱性强，组分复合，利用局限较大，综合利用率仅有4.5%，基本以堆存为主，环境污染严重。
针对上述中的相关技术，发明人认为还未见将赤泥和生物质结合制备生物炭组合物，并且用于复合肥的研究。
发明内容
为提高废旧农林业物质，如麦秸秸秆废木屑等大型固废的综合利用，同时也为了解决赤泥对环境产生的破坏问题，利用麦秸秸秆废木屑等固废形成的生物质颗粒热解气化对赤泥进行提铁，赤泥综合利用，同时生成生物炭基复合肥，本申请提供一种生物炭基复合肥。
第一方面，本申请提供一种生物炭基复合肥，采用如下的技术方案：
一种生物炭基复合肥，包括生物炭组合物，生物炭组合物的制备方法包括以下步骤：
将生物质干燥后粉碎，造粒，制成生物质颗粒，备用；赤泥烘干，备用；
将赤泥和添加剂混合，从回转窖的窖尾加入，将生物质颗粒从窖头喷吹，升温，进行热解处理，制成焙烧物料；
将焙烧物料使用水淬急冷，经细磨后磁选，获得非磁性矿渣；
将非磁性矿渣经过细磨、风选后，制得生物炭组合物；
生物质颗粒用量为赤泥用量的20-25%，添加剂用量为赤泥用量的4-8%。
通过采用上述技术方案，生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素等组成，经过热解气化可产生一氧化碳、氢气、甲烷气体和焦油等挥发性物质，还有生物炭组合物和硅、钾、钙、铁等灰分，生物质中这些挥发分及炭，完全可以为赤泥还原焙烧提供热量和还原剂；经过还原焙烧，生物质生成孔隙发达的多孔结构，且赤泥热解后生产的金属氧化物负载在多孔结构的孔隙及表面，能丰富生物炭组合物的元素种类，提高生物炭组合物中各元素的含量，改善生物炭组合物的肥力，提高其用于复合肥时对土壤的改善效果；另外负载在生物炭组合物多孔结构上的含铁氧化物，能降低碳的流失，提高生物炭组合物在改良土壤、促进作物养分吸收和生长以及对土壤重金属钝化方面的改善效果，不仅利用生物质还原赤泥，进行焙烧提铁，还能产生生物炭组合物，不仅肥沃土壤，还具有碳负性，固碳减排二氧化碳。
优选的，所述热解处理的温度为850-950℃，时间为80-100min。
通过采用上述技术方案，热解温度低或时间短，导致生物质热解程度较低，则生物炭组合物难以获得丰富的多孔结构，对于土壤的透气性等改善效果降低；热解温度过高或热解时间长，会造成生物炭组合物热解过度，多孔结构坍塌。
优选的，所述热解处理的温度为900℃，时间为90min。
通过采用上述技术方案，将生物炭组合物和赤泥的热解温度控制为900℃，时间为90分钟时，能形成多孔结构稳定且不易破坏的生物炭组合物，且赤泥还原充分，
优选的，所述生物质选自废弃木料、秸秆、速生植物中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，废弃木料、秸秆、速生植物均为可循环再生的清洁能源，能替代煤，成为赤泥优良的热源和还原剂，且秸秆中富含丰富的蛋白质、维生素、氮、磷、钾、微量元素等，经热解处理后，生成孔洞结构。
优选的，所述秸秆选自玉米秸秆、稻秆、麦秆、芝麻秆、棉秆中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，秸秆的含水量低，燃烧后腐蚀性气体如二氧化硫等非常少，且生成的生物炭组合物中富含钾和硅，可以提高植物的抗病能力，作为有机农业钾肥及酸性土壤改良材料。
优选的，所述生物质为包括质量比为0.1-0.3:1的废弃木料和秸秆，秸秆为质量比为1:0.1-0.3:0.3-0.5的玉米秸秆、稻秆和麦秆，废弃木料为锯末。
通过采用上述技术方案，将秸秆和废弃木料的混合物作为生物质，经燃烧生成还原性气体，并且采用玉米秸秆、稻秆和麦秆三种物质，因稻秆、玉米杆和麦秆经热解后，产生的还原性气体含量高。
优选的，所述添加剂包括氧化钙。
通过采用上述技术方案，加入氧化钙能促进复杂氧化物的分解，提高主要金属氧化物的活度，降低其还原分解开始的温度。
优选的，所述添加剂中还包括萤石，氧化钙和萤石的质量比为1:0.3-0.5。
通过采用上述技术方案，可以利用品味低的萤石，因低品位萤石属于工业固体废弃物，无法有效利用，浪费资源且会产生环境污染，以萤石作为添加剂，能降低赤泥中难熔物质的熔点，促进炉渣流动，使炉渣和金属很好的分离，从而能提高生物炭组合物的产率。
优选的，所述生物质的干燥温度≤80℃，粉碎至5-10mm。
通过采用上述技术方案，将生物质的温度控制在不高于80℃，能防止生物质腐化、变质和燃烧，粉碎生物质，能使其燃烧更充分，利用率更高。
优选的，所述赤泥烘干采用旋转闪蒸干燥，进口温度为230-250℃，，出口温度为70-85℃，干燥2-3h。
通过采用上述技术方案，赤泥颗粒细小、比表面积大，网络结构发达，粘性大，附着水高，毛细水极不易脱除，且赤泥在脱水过程中存在塑性状态阶段，采用旋转闪蒸干燥，在干燥室将赤泥分散成不规则的颗粒状，赤泥不易团聚，干燥速度快，干燥彻底。
优选的，所述生物炭组合物占生物炭基复合物总量的15-25%，生物炭基复合物的施用量为300-600kg/hm2。
通过采用上述技术方案，将生物炭组合物添加到复合肥中，且以750-1125 kg/hm2的量施加到土壤中，能有效提高土壤营养成分含量，提高土壤的通透性，改善作物对营养物质的吸收能力。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请冶金固废赤泥和可循环再生资源生物质作为原料，原料来源广，成本低，可以在回收赤泥中大量残存铁的同时，利用二次矿渣制备生物炭组合物，变废为宝，具有极高的经济价值和环保价值，即实现了赤泥铁资源的回收，解决了赤泥堆存问题，还丰富了生物炭组合物中金属氧化物的种类，提高生物炭组合物对土壤的肥沃效果，制备流程短，操作简单，有利于大规模生产。
2、本申请中优选采用在850-950℃的温度下进行热解处理，能使生物炭组合物形成稳且孔容大的孔隙结构，且使生物炭组合物的含碳量上升，在热解时，金属氧化物负载在生物炭组合物表面或孔隙内，降低碳的流失，达到锁碳减排效果。
3、本申请中优选使用玉米秸秆、稻秆、麦秆和锯末作为生物质，来源广，产量大，且价格低，降低煤、焦油等不可再生资源的利用，并调整生物炭组合物产生的还原性气体的含量，使赤泥中铁还原充分，另外还能提高生物炭组合物中碳含量，改善生物炭组合物的肥力。
具体实施方式
实施例1中拜耳法赤泥的化学分析结果如表1所示。
表1拜耳法赤泥的化学组成
成分 SiO<sub>2</sub> CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MgO Na<sub>2</sub>O K<sub>2</sub>O TiO<sub>2</sub> 烧失量
wt/% 8.34 20.88 17.67 28.3 0.65 2.29 0.059 7.34 13.88
实施例1：一种生物炭基复合肥，包括占生物炭基复合肥总量25%的生物炭组合物，5%的膨润土和70%的NPK肥料，NPK肥料由氮磷钾按照1.5:1:0.7的质量比混合组成，其中生物炭组合物的制备方法包括以下步骤：
S1、将生物质干燥后粉碎，喷涂聚乙烯醇溶液，聚乙烯醇溶液用量为生物质用量的15%，造粒，制成生物质颗粒，备用，生物质由质量比为0.3:1的废弃木料和秸秆混合制成，秸秆包括质量比为1:0.3:0.5的玉米秸秆、稻秆和麦秆，废弃木料为锯末；
取拜耳法赤泥，然后烘干，破碎至平均粒径≤0.074mm，备用，拜耳法赤泥的化学分析结果如表1所示；
S2、将100kg赤泥和添加剂混合，从回转窑的窑尾加入，将生物质颗粒从窑头喷吹，升温至900℃进行热解处理，热解处理时间为90min，制成焙烧物料，生物质颗粒用量为赤泥用量的25%，添加剂用量为赤泥用量的8%，添加剂为氧化钙和萤石，氧化钙和萤石的质量比为1:0.5；
S3、将焙烧物料利用水淬急冷进行冷却，经细磨30min，达到≤0.03mm颗粒的含量为96%后磁选，磁选时激磁电流为2A（1940 Oe），获得非磁性矿渣；
S4、将非磁性矿渣经过细磨10min，风选后，制得生物炭组合物。
实施例2：一种生物炭基复合肥，与实施例1的区别在于，步骤S2中添加剂为氧化钙。
实施例3：一种生物炭基复合肥，与实施例2的区别在于，生物质为秸秆，秸秆包括质量比为1:0.5的稻秆和芝麻秆。
实施例4：一种生物基复合肥，与实施例2的区别在于，热解温度为950℃，时间为80min。
实施例5：一种生物基复合肥，与实施例2的区别在于，热解温度为850℃，时间为100min。
实施例6：一种生物炭基复合物，与实施例2的区别在于，热解处理温度为700℃。
实施例7：一种生物炭基复合肥，与实施例2的区别在于，热解处理温度为1050℃。
实施例8：一种生物炭基复合物，与实施例2的区别在，热解处理时间为150min。
实施例9：一种生物炭复合肥，与实施例1的区别在于，包括占生物炭基复合肥总量15%的生物炭组合物，10%的膨润土和75%的NPK肥料。
实施例10：一种生物炭复合肥，与实施例1的区别在于，包括占生物炭基复合肥总量35%的生物炭组合物，5%的膨润土和60%的NPK肥料。
实施例11：一种生物炭复合肥，与实施例1的区别在于，包括占生物炭基复合肥总量5%的生物炭组合物，15%的膨润土和80%的NPK肥料。
对比例1：一种生物炭基复合肥，与实施例2的区别在于，步骤S2中生物质的用量为赤泥的35%。
对比例2：一种生物炭基复合肥，与实施例2的区别在于，步骤S2中添加剂的用量为赤泥的10%。
对比例3：一种生物炭基复合肥，与实施例2的区别在于，步骤S3中将焙烧物料使用常温冷却。
对比例4：一种生物炭基复合肥1000g，包括100g生物炭和900g化学肥料，生物炭为水稻秸秆热解产物，化学肥料为尿素、磷酸一氢铵、硝酸铵、氯化钾和磷酸一氢钾为同等量的复合肥。
此生物炭基复合肥的制备方法为：(1)生物炭的制备：取新鲜水稻秸秆，烘干后利用粉碎机充分粉碎，且粉碎至粒度最大为10目筛。将粉碎后的水稻秸秆(水稻秸秆体积不大于炭化炉炉内体积的2/5)放入炭化炉中隔绝空气加热，温度设置为320℃，温度达到320℃达即开始计时，4h后关闭炭化炉，开始降温，烧制好的生物炭降至室温后，利用粉碎机进行二次粉碎至粒度最大为20目筛；
(2)生物炭的造粒前处理：筛分后的生物炭浸泡入3％的草酸溶液中，生物炭与草酸溶液重量比为1:20，浸泡36h后，利用细密的网膜将液体滤出，残渣部分于60℃下烘干；
(3)生物炭与化学肥料的熔融造粒：将化学肥料中尿素、磷酸一氢铵、硝酸铵、氯化钾和磷酸一氢钾于高塔中进行熔融，将生物炭溶于无水乙醇中，生物炭与无水乙醇的重量比为1:2.5，将无水乙醇与生物炭混合液混入熔融的化学肥料中，并搅拌均匀进行造粒。
检测方法
在青岛胶州区进行，供试土壤0-20cm深处的基础肥力为pH值为8.2、有机质为25.96g/kg、全氮为1.72g/kg、碱解氮为157.37mg/kg、速效磷为19.30mg/kg、速效钾为143.81mg/kg。
试验采取随机区组设计，设12个处理，分别为经实施例和对比例制成的生物基复合肥处理和复合肥处理（复合肥由30%膨润土和70%NPK肥料）每个处理重复3次，以无任何处理的土壤作为对照组，每个土壤处理的施肥量为500kg/hm2，施肥方式为基肥一次性施入，栽培方式为采用0.65m均匀垄种植，种植密度为7.5万株/hm2，种植作物为郑单958号玉米。
在玉米生长苗期、拔节期、抽熊期、蜡熟期、成熟期取植株根际土壤，检测土壤中有机质、全氮、有效磷、速效钾的含量，将土壤中全氮含量检测结果记录于表2中，有机质的检测结果记录于表3中，有效磷的检测结果记录于表4中，速效钾的检测结果记录于表5中，生长性状和产量的检测结果记录于表6中。
其中有机质按照NT/Y1121.6-2006《土壤检测第6部分：土壤有机质的检测》进行检测，全氮采用重铬酸钾-硫酸加速剂消煮，SKD-2000全自动凯氏定氮仪测定；有效磷按照NY/T1121.7-2014《土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定》进行检测；速效钾按照NY/T889-2004《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》进行检测。
表2 生物炭基复合肥对土壤中全氮含量影响（%）
项目 苗期 拔节期 抽熊期 蜡熟期 成熟期
实施例1 0.22 0.21 0.22 0.21 0.20
实施例2 0.21 0.21 0.22 0.21 0.21
实施例3 0.21 0.22 0.21 0.20 0.20
实施例4 0.22 0.21 0.22 0.21 0.20
实施例5 0.21 0.21 0.22 0.22 0.20
实施例6 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19
实施例7 0.19 0.19 0.20 0.20 0.20
实施例8 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
实施例9 0.22 0.21 0.22 0.21 0.20
实施例10 0.20 0.21 0.21 0.20 0.20
实施例11 0.21 0.21 0.21 0.20 0.20
对比例1 0.20 0.21 0.21 0.21 0.20
对比例2 0.20 0.20 0.21 0.21 0.20
对比例3 0.19 0.19 0.20 0.20 0.20
对比例4 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19
复合肥处理 0.20 0.21 0.22 0.21 0.20
空白处理 0.19 0.19 0.19 0.19 0.19
由表2中数据可以看出，实施例1-5和实施例9中生物炭基复合肥处理的土壤中全氮含量明显高于空白对照组，而实施例6和实施例7中，因热解处理温度改变，生物炭基复合肥对土壤处理后，土壤中全氮含量不及实施例1，且实施例10和实施例11中，生物炭组合物相对于复合肥的用量分别增大和降低，由表2内显示，玉米在蜡熟期的全氮促进作用降低，且这种促进作用持续降低至成熟期，说明生物炭组合物和复合肥的配合比能改善土壤中全氮含量。
对比例1与实施例1相比，生物质用量相较于赤泥的用量有所增加，而对比例2与实施例1相比，生物质用量相较于赤泥来说有所降低，对比例1和对比例2制成的生物炭基复合肥在玉米成熟期时，全氮含量降低。
对比例3中使用常温冷却方式，制成的生物炭基复合肥，对蜡熟期和成熟期时土壤中全氮含量增加不明显。
对比例4为现有技术制备的含有生物炭的复合肥，土壤中全氮含量改善均不显著。
表3 生物炭基复合肥对土壤中有机质含量的影响（mg/kg）
项目 苗期 拔节期 抽熊期 蜡熟期 成熟期
实施例1 31.64 33.64 33.57 33.48 34.45
实施例2 30.84 31.34 32.75 32.28 33.43
实施例3 31.31 30.57 33.14 33.27 33.97
实施例4 31.15 31.08 33.08 32.34 34.18
实施例5 30.68 32.84 33.34 33.57 34.28
实施例6 28.21 29.04 29.41 30.54 28.31
实施例7 29.48 29.51 31.12 31.21 27.54
实施例8 28.15 29.38 28.26 30.22 26.57
实施例9 31.54 33.68 33.48 33.51 34.28
实施例10 30.14 30.45 29.72 27.87 26.27
实施例11 29.57 30.24 30.67 29.87 29.41
对比例1 27.68 28.54 29.47 30.21 28.35
对比例2 26.94 28.81 29.97 28.91 27.39
对比例3 28.91 29.31 29.75 30.51 28.34
对比例4 26.21 27.32 26.94 29.21 28.64
复合肥处理 26.37 27.35 26.42 28.34 24.39
空白处理 25.23 26.35 25.58 22.67 23.64
实施例1-5和实施例9制成的生物炭基复合肥对玉米在苗期、拔节期、抽熊期、蜡熟期和成熟期的土壤有机质含量促进作用明显高于复合肥处理组。
实施例6和实施例7与实施例1相比，分别降低和增大热解温度，实施例6-7制成的生物炭基复合肥对土壤中有机质的促进效果不及实施例1。
实施例8中延长热解时间，制成的生物炭基复合肥对玉米生长期间的有机质含量影响不佳。
实施例10中复合肥施加量减少，增加生物炭组合物施用量，土壤中有机质含量增大，但持久性不足。
实施例11中生物炭组合物用量减低，增大复合肥的用量，土壤中的有机质含量降低，说明生物炭组合物可以为土壤提供大量有机质，与复合肥形成生物炭基复合肥，对土壤的肥力提高效果更持久。
对比例1和对比例2与实施例1相比，生物质用量相对于赤泥用量分别增多和降低，由表3内数据显示，对比例1和对比例2中土壤内有机质含量降低，但比单独使用复合肥的效果显著。
对比例3中采用常温冷却方式，生物基复合肥对土壤中有机质的含量促进效果不显著，对土壤肥力的提高持久性不足。
对比例4为现有技术制备的含有生物炭的生物炭基复合肥，经对比可知，其效果与添加复合肥处理的土壤促进效果相似，但不及本申请的促进效果。
表4 生物炭基复合肥对土壤中有效磷含量影响（mg/kg）
项目 苗期 拔节期 抽熊期 蜡熟期 成熟期
实施例1 11.45 13.35 13.43 12.35 10.58
实施例2 11.17 13.27 13.68 12.41 10.14
实施例3 11.24 13.42 13.47 13.11 10.41
实施例4 11.37 13.17 13.51 12.64 10.57
实施例5 11.41 13.24 13.61 12.58 10.18
实施例6 8.94 9.64 9.52 9.06 8.34
实施例7 8.64 8.75 8.91 8.34 8.11
实施例8 8.23 8.45 8.84 8.68 8.27
实施例9 11.37 13.28 13.41 12.28 10.34
实施例10 11.24 12.34 12.78 11.87 10.41
实施例11 11.27 13.24 13.32 12.25 10.21
对比例1 9.02 9.64 9.84 8.64 8.37
对比例2 8.64 8.84 8.97 8.34 8.11
对比例3 8.96 9.65 9.85 8.64 8.34
对比例4 8.15 8.54 8.34 8.24 8.14
复合肥处理 8.14 8.36 8.21 8.17 8.04
空白处理 7.45 7.98 7.64 7.18 6.94
由表4内数据可以看出，与复合肥处理相比，实施例1-5和实施例9制备的生物炭基复合肥能显著提高土壤中有效磷的含量，而与生物炭组合物用量减少的实施例10相比，实施例1-5的效果更加显著，说明生物炭组合物的施用，能提高土壤中有效磷的含量。
实施例6与实施例1相比，热解温度降低，实施例7与实施例1相比，热解温度增大，实施例6和实施例7制得的生物炭基复合肥，对土壤中有效磷含量的促进作用降低；实施例8中因热解时间缩短，热解不完全，制成的生物炭基复合肥的有效磷促进效果不及实施例1。
实施例11中增加复合肥用量，降低生物炭组合物用量，与实施例1中对土壤内有效磷含量的促进结果相近，但复合肥用量增大，成本提高。
对比例1和对比例2与实施例1相比，分别增大和降低生物质的用量，对比例1和对比例2制成的生物炭基复合肥对土壤中有效磷含量的促进效果并不显著。
对比例3中使用常温冷却方式，对比例3对土壤中有效磷含量的促进效果并不显著。
对比例4为现有技术制备的含有生物炭的复合肥，但其对土壤中有效磷含量的促进作用于复合肥处理效果相近。
表5 生物炭基复合肥对土壤中速效钾含量的影响（mg/kg）
项目 苗期 拔节期 抽熊期 蜡熟期 成熟期
实施例1 134.21 132.54 134.62 139.67 123.54
实施例2 134.17 133.64 134.25 138.97 123.47
实施例3 133.68 132.27 135.29 139.24 123.31
实施例4 134.28 132.59 134.68 138.67 123.51
实施例5 133.32 132.67 135.27 139.34 123.68
实施例6 126.93 128.61 119.64 132.21 115.36
实施例7 127.69 129.24 118.25 118.12 116.02
实施例8 126.35 129.64 118.21 118.64 116.34
实施例9 134.25 132.38 135.14 138.67 123.47
实施例10 122.34 128.53 118.69 132.21 118.52
实施例11 128.21 130.74 137.64 140.12 118.47
对比例1 128.94 131.21 120.31 133.21 120.11
对比例2 124.31 129.56 120.83 121.42 117.92
对比例3 127.64 129.83 122.31 123.14 118.54
对比例4 118.64 122.54 120.38 122.34 118.24
复合肥处理 117.54 121.88 118.24 123.73 114.27
空白处理 115.24 118.44 117.24 117.12 110.14
由表5中数据可以看出，实施例1-5和实施例9中生物炭基复合肥对玉米生长期间速效钾的促进作用显著，且促进作用一直持续到蜡熟期，说明生物炭组合物和复合肥配合，对土壤中速效钾含量提升作用迅速且作用时间长；且在玉米成熟期时，土壤中速效钾的含量比复合肥处理组高。
实施例6-8和实施例10-11制成的生物炭基复合肥对土壤中速效钾的促进效果不显著，且在玉米成熟期期，速效钾含量低。
对比例1-3中生物炭复合肥对土壤中速效钾的促进效果不不及实施例1，对比例4为现有技术制备的生物炭基复合肥，其对速效钾含量的促进效果与复合肥处理效果相近。
表6 玉米的性状与产量
项目 穗长（cm） 秃尖（cm） 穗行数（行） 行粒数（粒） 产量（kg/hm<sup>2</sup>）
实施例1 18.31 0.62 14.89 37.34 11845.1
实施例2 18.26 0.63 14.62 37.24 11547.9
实施例3 18.27 0.65 14.37 37.18 11432.6
实施例4 18.21 0.68 14.58 37.28 11326.4
实施例5 18.25 0.65 14.75 37.16 11584.5
实施例6 16.32 0.75 15.32 31.35 10122.2
实施例7 17.19 1.13 14.65 31.65 10032.5
实施例8 17.29 0.75 14.76 33.14 10212.4
实施例9 18.21 0.64 14.62 37.25 11684.5
实施例10 16.93 1.23 15.11 31.28 10153.7
实施例11 18.13 1.32 16.22 35.31 11584.3
对比例1 17.26 1.14 15.31 32.32 10020.4
对比例2 16.35 1.18 15.17 31.24 9867.5
对比例3 17.68 1.06 14.65 30.27 9561.4
对比例4 17.64 1.12 14.27 31.58 9652.7
复合肥处理 17.34 1.15 14.32 31.34 10253.4
空处理 16.24 0.85 14.62 28.91 6231.5
由表6内数据可以看出，实施例1-5和实施例9制成的生物炭基复合肥能提高玉米穗长，降低玉米秃尖，提高玉米行粒数，并增大玉米产量。
而实施例6-8中生物炭基复合肥对玉米穗长的影响不大，但会增大玉米的秃尖长度，降低玉米的穗行数和行粒数。
对比例1和对比例2与实施例1相比，分别增大和降低生物质相对于赤泥的用量，表6内结果显示，对比例1和对比例2中生物炭基复合肥对玉米的行粒数增长效果不明显，且玉米产量实施例1下降明显。
对比例3制成的生物炭基复合肥对玉米的秃尖效果改善不明显，对比例4为现有技术制备的生物炭基复合肥，与实施例1相比，其对于玉米行粒数、穗行数等改善效果不佳。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种生物炭基复合肥，其特征在于，包括占生物炭基复合肥总量的25%的生物炭组合物，占生物炭基复合肥总量的5%的膨润土和占生物炭基复合肥总量的70%的NPK肥料；所述生物炭组合物的制备方法，包括以下步骤：
将生物质干燥后粉碎，造粒，制成生物质颗粒，备用；赤泥烘干，备用；
将赤泥和添加剂混合，从回转窑的窑尾加入，将生物质颗粒从窑头喷吹，升温，进行热解处理，制成焙烧物料，所述热解处理的温度为850-950℃，时间为80-100min，所述添加剂包括氧化钙和萤石，氧化钙和萤石的质量比为1:0.3-0.5；
将焙烧物料使用水淬急冷，经细磨后磁选，获得非磁性矿渣；
将非磁性矿渣经过细磨、风选后，制得生物炭组合物；
生物质颗粒用量为赤泥用量的20-25%，添加剂用量为赤泥用量的4-8%。
2.根据权利要求1所述的生物炭基复合肥，其特征在于：所述生物质选自废弃木料、秸秆、速生植物中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的生物炭基复合肥，其特征在于，所述秸秆选自玉米秸秆、稻秆、麦秆、芝麻秆、棉秆中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的生物炭基复合肥，其特征在于，所述生物质为包括质量比为0.1-0.3:1的废弃木料和秸秆，秸秆为质量比为1:0.1-0.3:0.3-0.5的玉米秸秆、稻秆和麦秆，废弃木料为锯末。
5.根据权利要求1所述的生物炭基复合肥，其特征在于，所述生物炭基复合肥的施用量为300-600kg/hm2。
CN202210341812.7A 2022-04-02 2022-04-02 一种生物炭基复合肥 Active CN114538991B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210341812.7A CN114538991B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种生物炭基复合肥
NL2034400A NL2034400B1 (en) 2022-04-02 2023-03-22 Biochar—based compound fertilizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210341812.7A CN114538991B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种生物炭基复合肥

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114538991A CN114538991A (zh) 2022-05-27
CN114538991B true CN114538991B (zh) 2023-03-31

Family

ID=81665573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210341812.7A Active CN114538991B (zh) 2022-04-02 2022-04-02 一种生物炭基复合肥

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114538991B (zh)
NL (1) NL2034400B1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115259962B (zh) * 2021-12-22 2023-07-18 淮阴师范学院 畜禽粪便生物炭基缓释磷钾肥的制备方法
CN114985433B (zh) * 2022-06-01 2023-03-10 郑州大学 一种赤泥土壤化全量利用的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5851502B2 (ja) * 2010-06-30 2016-02-03 ガルダ，ケキ，ホルムスジ アルミ含有鉄鉱石およびチタン含有鉄鉱石および残留物からの金属抽出法
CN107311479B (zh) * 2017-06-21 2019-11-08 北京科技大学 生物质还原赤泥中氧化铁同步提高无机组分活性的方法
CN108950180B (zh) * 2018-06-25 2020-04-28 中南大学 一种拜耳法赤泥还原焙烧提铁的方法
CN110698023B (zh) * 2019-11-26 2021-08-27 中南大学 一种农业生物质废弃物热解调控赤泥碱性的方法
CN113174456B (zh) * 2021-04-28 2022-10-04 东北大学 一种底顶复合吹熔融还原高铁赤泥的综合利用方法
CN113481013A (zh) * 2021-07-14 2021-10-08 昆明理工大学 一种利用陶粒原位水热结合生物炭制备土壤改良剂的方法
CN113750962A (zh) * 2021-09-13 2021-12-07 华南农业大学 一种赤泥与皇竹草秸秆共热解制备改性生物炭的方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
NL2034400B1 (en) 2024-01-19
NL2034400A (en) 2023-10-24
CN114538991A (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114538991B (zh) 一种生物炭基复合肥
CN106635030B (zh) 一种酸性土壤改良剂及其制备方法与应用
CN101112985A (zh) 利用废弃食用菌渣制备活性炭的方法
CN107364860B (zh) 一种低温高效碳化制备秸秆生物炭的方法
CN108516915A (zh) 一种改良酸性土壤调理剂的制备方法
CN112745154B (zh) 一种减少牛粪堆肥过程中甲烷气体排放的方法
CN109835881A (zh) 一种改性生物炭、生物炭基有机肥及其制备方法及其应用
CN114249623A (zh) 一种利用煤气化细渣制备的复合肥及其制备方法
CN111646853A (zh) 一种改性生物质炭基肥及其制备方法
CN106008089A (zh) 一种盆栽花卉快速生根有机肥料及其制备方法
CN113896571A (zh) 一种畜禽粪便堆肥保氮和活性氮气体减排工艺
CN110845272B (zh) 一种褐煤堆肥产物及其在降低土壤氨气及氧化亚氮排放中的应用
CN112876310B (zh) 一种含土壤调理性能的复混肥及其制备方法
CN111517895A (zh) 一种棉花用生物炭基肥料及其制备方法
CN108046964A (zh) 一种土壤改良剂及其制备方法
CN111517885A (zh) 一种棉花用生物炭基复合肥料及其制备方法
CN107311790A (zh) 一种硝化改性生物炭肥的制备方法
CN105948931A (zh) 一种水稻抗倒伏水溶性肥料及其制备方法
CN116161996A (zh) 一种高热值可燃烧固体废弃物改良钙镁磷肥及其制备方法
CN115594533A (zh) 一种提高牛粪堆肥腐熟度的添加剂及其应用
CN107311713A (zh) 一种采用koh改性生物炭肥的制备方法
CN115181574A (zh) 一种盐碱地土壤改良剂及其制备方法
CN112831330B (zh) 生物质氨化热解联产氨化生物质炭、氨化生物油和铵盐的方法及产品应用
CN214032302U (zh) 一种矿物基生产生物炭碳肥的系统
CN109956821B (zh) 一种用于增强微生物肥的增效颗粒的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant