CN1907920A - 一种利用秸杆灰生产氮磷钾复合肥的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用秸秆灰生产氮磷钾复合肥的方法，属于农用肥料技术领域。氮磷钾复合肥组分重量份为：尿素18－30份，磷酸一铵12－30份，氯化钾7－25份，秸秆灰10－40份，酸度调节剂1.2－6份，黏合剂5－20份；经原料粉碎、添加、转鼓造粒、烘干、筛分称重包装制备而得。本发明氮磷钾复合肥氮、磷、钾养分含量大于30％，并含有秸秆灰中的中微量营养元素，养分配比全面、合理，无需配合其它肥料，可直接施用，适用于不同的土壤和农作物。生产设备简单，成本低，解决了现有肥料生产的不足，为秸秆发电产生的秸秆灰的合理利用提供了有效途径，减少了秸秆灰对环境的污染。

Description

一种利用秸杆灰生产氮磷钾复合肥的方法

技术领域

本发明涉及一种利用秸秆灰生产氮磷钾复合肥的方法，属于农用肥料技术领域。

背景技术

我国是一个农业大国，每年产生的农作物秸秆多达6.6亿吨。据调查，如此巨大数量的秸秆目前的利用情况不容乐观：秸秆直接还田6.9％、过腹还田14.9％、沤肥用13.3％、农村生活用能11.9％、工副业生产原料7.8％，秸秆综合利用率为54.8％，剩余的45.2％的秸秆尚需再利用。

目前，在三夏或三秋时，农民焚烧剩余秸秆的现象比较普遍。秸秆焚烧不仅导致空气中悬浮颗粒增多，对大气环境造成污染。而且产生的烟雾笼罩机场和高速公路，造成公路关闭、航班延误，严重干扰正常的社会生产和生活。此外，秸秆焚烧极易引发火灾，且秸秆焚烧对土壤物理性质造成不利影响，加重土壤板结，破坏了地力，加剧了干旱，农作物的生长受到影响。另外随意堆弃秸秆随处可见。农民为了赶农时、图方便、少投入等，将剩余的农作物秸秆堆弃于田间地头、场院、公路两侧和房前屋后，不仅占用土地，影响交通，而且不利于农村的环境卫生，还成为发生火灾的一大隐患。因此提高农业秸秆的利用率是十分必要的。

随着我国用电日益紧张，而石油、煤炭等一次性能源逐渐减少以及人们对环境质量的要求日益提高，开发新能源和可再生资源逐渐成为研究热点。而秸秆发电正是这一研究领域中的热点，尤其在我国这样一个农业大国。秸秆发电具有其无可比拟的优越性，在我国农作物秸秆量大，覆盖面广，来源充足；秸秆的含硫量很低，对空气污染较少；以秸秆为燃料危险性小，易管理，属于废弃物利用，符合国家能源产业发展的政策。因此秸秆发电厂可以解决煤炭紧缺和农业密集地区的用电难题，而且为广大农村的剩余秸秆找到了出路，避免了秸秆不合理处理引起的环境污染。但秸秆发电燃烧后仍然会产生3％-20％的灰分，其中富含磷和钾以及一些微量元素等作物生长所需的养分。在我国传统农业中草木灰是一种常用的肥源，但其养分的有效性较低，易引起养分损失，且长期施用易破坏土壤的理化性状。因此合理利用这些秸秆发电厂的废弃物，减少其对环境的污染，变废为宝，具有十分重要的意义。

中国专利公开号CN 1189481A公开了一种利用草木灰、粪灰等制取高钾钙农用肥料的方法，是以草木灰、粪灰、石灰粪、工业用盐、硫酸钾、氯化钾、尿液为原料，通过搅拌、研磨、过筛后制得。其缺点是肥料盐度高、碱性强，元素有效性差，肥效慢，尤其不适宜在碱性土壤中使用。中国专利公开号CN 1793074A公开了利用植物秸秆灰渣生产多元素肥料的方法。是以植物秸秆燃烧、裂解、气化后形成的灰渣为主要原料，加入无机废酸、农用有机酸或有机固体废弃物降低pH值，发酵、干燥粉碎成产品或再加黏结剂造粒成成品肥料。该方法虽然解决了碱性强和元素有效性差的缺点，但生产肥料成品的周期长，肥料养分比例不合理。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种以秸秆发电过程产生的秸秆灰为原料生产氮磷钾复合肥的方法。本发明所生产的氮磷钾复合肥，其中氮、磷、钾养分含量大于30％，并含有秸秆灰中的中微量营养元素，养分配比合理，可以全面满足作物的营养需求，无需配合其它肥料，可以直接施用。生产设备简单，投资少，成本低，产品养分有效性高，解决了现有技术中高钾钙农用肥和多元素肥两种肥料生产存在的不足，适用于不同的土壤和农作物，为秸秆发电产生的秸秆灰的合理利用提供了有效途径，减少了秸秆灰对环境的污染。

本发明的氮磷钾复合肥是由如下组分组成，均为重量份：

尿素18-30份，磷酸一铵12-30份，氯化钾7-25份，秸秆灰10-40份，酸度调节剂1.2-6份，黏合剂5-20份。

上述秸秆灰是秸秆发电厂秸秆灰渣废弃物。秸秆灰可以是任何一种植物秸秆发电燃烧后的灰渣，如木灰，草灰，糠灰等。

上述酸度调节剂是磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.1～0.5的混合。

上述黏合剂是膨润土或凹凸粉中的一种或两种按重量比1∶2～3的混合物。

上述本发明的氮磷钾复合肥的制备方法，步骤如下：

1、原料粉碎与添加

将造粒用的原料磷酸一铵、尿素、氯化钾、黏合剂等分别粉碎，过80目的筛。然后通过进料速度控制添加比例，将粉状原料磷酸一铵、尿素、氯化钾、黏合剂与秸秆灰一起加入造粒筒中。

2、转鼓造粒

转动转鼓造粒，造粒过程中将酸度调节剂溶入水中配成混合液喷入造粒筒，使肥料成品的pH为5～7.5，控制转速恒定，造粒5～7分钟，当反应原料形成大小比较匀一的肥粒时，肥料半成品进入烘干筒中。

3、烘干

控制烘干筒的温度为90～110℃，烘干时间为8～12分钟，肥料含水量降至5％以下，干热肥料进入下一级冷却筒中冷却。

4、筛分称重包装

将冷却后的肥料过振动筛筛分，粒径适中的成品肥料称重包装。筛上的粗粒肥经破碎后与筛下的小粒径物料返回转鼓与新鲜物料混合后造粒。

本发明与已有技术相比，具有以下优点：

(1)营养全面，养分有效性高。大量元素(N、P、K)含量高于30％、元素配比合理，同时秸秆灰中也含有中微量元素，可以满足作物生长发育的营养需求，可以独立使用。生产过程中使用了酸度调节剂提高了原料中各元素的有效性，大大提高了肥效。

(2)原料成本低，设备简单。使用的秸秆灰为秸秆发电厂的工业废弃物，不需投资购置，少量的酸度调节剂和黏合剂的成本低。生产设备简单，易于生产和推广。

(3)适应性广。该肥料适用于各种大田作物、蔬菜和果树，且在酸性或碱性土壤上均可使用。可根据不同作物的养分吸收特点，灵活调配氮磷钾的比例，满足不同作物的需求。

(4)生产周期短，成品率高。对秸秆灰原料无需处理，直接应用，提高了秸秆灰的利用效率，由于酸度调节剂和适宜黏结剂的选用，造粒效果好，生产周期短，肥料商品性好。

肥效试验

利用秸秆灰制备的氮磷钾复合肥(以下简称秸杆灰复合肥)对黄瓜产量品质影响的研究

1.试验材料与方法

试验时间：2005年10月-2006年4月

试验地点：青州市谭坊镇蔬菜大棚

供试品种：津春4号

                               表1  供试土壤的理化性状

土壤含盐量(％)	PH	有机质(％)	碱解氮(mg/kg)	速效磷(mg/kg)	速效钾(mg/kg)
						0.12	7.05	1.31	92.5	33.6	140.8

1.2试验方法

试验设5个处理，设置如下：

1.CK(习惯施肥)2000kg/hm²(养分含量45％市售复合肥)

2.秸杆灰复合肥1号(养分含量45％)1600kg/hm²

3.秸杆灰复合肥2号(养分含量40％)1800kg/hm²

4.秸杆灰复合肥3号(养分含量35％)2056kg/hm²

5.秸杆灰复合肥4号(养分含量30％)2400kg/hm²

肥料的1/10作为基肥施用，另外的9/10在生育期内做为追肥多次施用。

1.3取样时期及测定方法

于2月17日取成熟的果实测定Vc的含量，2月19日取成熟的果实测定可溶性糖的含量。VC、可溶性糖及土壤基础肥力均按常规方法测定。黄瓜收获累计计产，于4月20日结束试验。

2.结果与分析

2.1秸秆灰复合肥对黄瓜中维生素C(Vc)含量的影响

黄瓜中Vc的测定结果见表，从表2的测定结果可见，施用秸秆灰复合肥使黄瓜中Vc含量显著提高，方差分析达到显著水平(F＝10.02^**)。多重比较的结果表明：秸秆灰复合肥1号、2号处理与CK比较差异不显著，秸秆灰3号、4号处理与CK比较达到1％的显著水平，秸秆灰3号和秸秆灰4号处理之间差异不显著，二者分别较CK提高30.3％和29.4％。

                 表2  秸秆灰复合肥对黄瓜中Vc含量的影响

处理	Vc含量(mg/100g鲜重)					显著性*
							I	II	III	IV	平均
	CK秸秆灰1号秸秆灰2号秸秆灰3号秸秆灰4号	10.0510.8011.2613.1214.84	11.0010.9010.5214.3013.20	9.9410.5411.8412.6112.18	10.8011.0610.1514.5513.94							10.4410.9610.9413.6413.54	AAABB

注：采用邓肯法进行多重比较，下同。

2.2秸秆灰复合肥对黄瓜中可溶性糖含量的影响

黄瓜中可溶性糖的测定结果见表3，从表3的测定结果可见，在盐分胁迫下，土壤施用秸秆灰复合肥使黄瓜中可溶性糖含量显著提高，方差分析达到显著水平(F＝16.18^**)。多重比较的结果表明：秸秆灰1号处理与CK比较达到5％的显著水平，比CK提高70.6％、秸秆灰2号、秸秆灰3号、秸秆灰4号处理与秸秆灰1号处理比较达到5％的显著水平，秸秆灰2号、秸秆灰3号、秸秆灰4号三个处理之间差异不显著，分别比秸秆灰1号处理提高37.5％、48.7％和56.5％，比CK提高134.5％、153.7和166.9％。

              表3  秸秆灰复合肥对黄瓜中可溶性糖含量的影响

处理	可溶性糖含量(mg/100g鲜重)					显著性
							I	II	III	IV	平均
	CK秸秆灰1号秸秆灰2号秸秆灰3号秸秆灰4号	1.251.483.643.152.95	1.342.453.473.623.73	0.902.472.803.964.01	0.951.881.852.072.83							1.112.072.943.203.38	abccc

2.1秸秆灰复合肥对黄瓜产量的影响

黄瓜产量结果见表4，从表4的测定结果可见，土壤施用秸秆灰复合肥使产量显著提高，方差分析达到显著水平(F＝20.20^**)。多重比较的结果表明：秸秆灰1号、秸秆灰2号、秸秆灰3号处理与CK比较达5％的显著水平，分别较CK增产23.9％、29.2％和26.1％，三处理之间差异不显著，秸秆灰4号处理与CK比较达到1％的显著水平，较CK增产47.3％，秸秆灰4号与秸秆灰1号比较达到1％的显著水平，较秸秆灰1号处理增产18.9％。

                  表4  秸秆灰复合肥对黄瓜产量的影响

处理	产量(kg/hm2)					显著性
								I	II	III	IV	平均	5％	1％
	CK秸秆灰1号秸秆灰2号秸秆灰3号秸秆灰4号	57708170827090409950	68208260913086989372	747090709370785210960	66507590774081009060	66778272862884229836	abbbc								AAABABB

3.小结

在大棚栽培条件下，应用秸秆灰复合肥与常规习惯施肥相比，秸秆灰复合肥能够提高黄瓜中的可溶性糖的含量，对黄瓜中Vc的含量没有显著影响；对黄瓜具有显著的增产作用。对4种不同的秸秆灰复合肥的肥效比较发现，养分含量低的秸秆灰复合肥对黄瓜的增产和改善品质的效果更为显著，可能是秸秆灰中含有除氮磷钾以外的养分较多，低养分含量肥料中秸秆灰的比例较高的原因。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，所有实施例中使用的原料秸秆灰均是秸秆发电厂秸秆灰渣废弃物。

实施例1.制造养分含量为45％的氮磷钾复合肥，养分比例为N∶P₂O₅∶K₂O＝15∶15∶15。

取粉状原料秸秆灰10份，尿素25.1份，磷酸一铵31.4份，氯化钾22.6份，凹凸粉黏合剂9.4份依次加到正在运转的转鼓中，然后取磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.3混合的酸度调节剂1.5份与适量水混匀，喷洒在反应物料中。转动转鼓造粒5～7分钟，当反应原料形成大小比较匀一的肥粒时，肥料半成品进入烘干筒中。

控制烘干筒的温度为90～110℃，烘干时间为8～12分钟，肥料含水量降至5％以下，干热肥料进入下一级冷却筒中冷却。

将冷却后的肥料过振动筛筛分，粒径适中的成品肥料称重包装。

实施例2.制造养分含量为40％的氮磷钾复合肥，养分比例为N∶P₂O₅∶K₂O＝15∶10∶15。

如实施例1所述，所不同的原料如下，均为重量份：取秸秆灰20份，尿素28.5份，磷酸一铵17.4份，氯化钾20.2份，膨润土和凹凸粉按重量比1∶3混合的黏合剂11份依次加到运转的转鼓中，称取磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.5混合的酸度调节剂3份与适量水混匀，均匀喷洒在混合的物料上。

实施例3.制造养分含量为35％的氮磷钾复合肥，养分比例为N∶P₂O₅∶K₂O＝13∶10∶12。

如实施例1所述，所不同的原料如下，均为重量份：取秸秆灰30份，尿素24.8份，磷酸一铵14.7份，氯化钾12.9份，膨润土或凹凸粉按重量比1∶2混合的黏结剂13.2份依次加到运转的转鼓中，称取磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.3混合的酸度调节剂4.4份与适量水混匀，均匀喷洒在混合的物料上。

实施例4.制造养分含量为30％的氮磷钾复合肥，养分比例为N∶P₂O₅∶K₂O＝10∶10∶10。

如实施例1所述，所不同的原料如下，均为重量份：取秸秆灰40份，尿素18.9份，磷酸一铵12份，氯化钾7.2份，膨润土黏合剂16份依次加到运转的转鼓中，称取磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.2混合的酸度调节剂5.9份与适量水混匀，均匀喷洒在混合的物料上。

Claims (2)

1、氮磷钾复合肥，其特征在于是由如下组分组成，均为重量份：

尿素18-30份，磷酸一铵12-30份，氯化钾7-25份，秸秆灰10-40份，酸度调节剂1.2-6份，黏合剂5-20份；

上述秸秆灰是秸秆发电厂秸秆灰渣废弃物；

上述酸度调节剂是磷酸和柠檬酸按重量比1∶0.1～0.5的混合；

上述黏合剂是膨润土或凹凸粉中的一种或两种按重量比1∶2～3的混合。

2、权利要求1所述的氮磷钾复合肥的制备方法，步骤如下：

(1)原料粉碎与添加

将造粒用的原料磷酸一铵、尿素、氯化钾、黏合剂等分别粉碎，过80目的筛，然后通过进料速度控制添加比例，将粉状原料磷酸一铵、尿素、氯化钾、黏合剂与秸秆灰一起加入造粒筒中；

(2)转鼓造粒

转动转鼓造粒，造粒过程中将酸度调节剂溶入水中配成混合液喷入造粒筒，使肥料成品的pH为5～7.5，控制转速恒定，造粒5～7分钟，当反应原料形成大小比较匀一的肥粒时，肥料半成品进入烘干筒中；

(3)烘干

控制烘干筒的温度为90～110℃，烘干时间为8～12分钟，肥料含水量降至5％以下，干热肥料进入下一级冷却筒中冷却；

(4)筛分称重包装

将冷却后的肥料过振动筛筛分，粒径适中的成品肥料称重包装。