腐植酸缓、控释肥料及其生产方法

1.一种腐植酸缓、控释肥料的生产方法，所述肥料包括N、P2O5、K2O、有机质、腐植酸铵和腐植酸钠，各成分含量分别为：N+P2O5+K2O≥20％，有机质≥20％，腐植酸铵：15-20％，腐植酸钠：3-5％，其特征为，该生产方法包括以下步骤：
a.将腐植酸铵、腐植酸钠、N、P2O5、K2O和有机质按照设定比例称量后，加入搅拌机混合；
3
b.将经a步混合后的混合原料加入造粒主机中，并同时添加按3-5m/h的速度加入水
3
蒸汽和0.1-0.2m/h的速度加入重量比为0.3％的硅酸钠 Na2SiO3溶液；
c.经造粒主机造粒后，粒状原料通过干燥机进行干燥；然后进入冷却机冷却，最后经筛分机筛分，符合设定规格：粒径：1-4.7mm的成品颗粒就作为成品出厂； d.经c步中的筛分机筛分后，不符合规定的大颗粒——粒径大于4.7mm进入粉碎机粉碎，并将粉碎后的大颗粒与从筛分机筛分出来的粉末——粒径小于1mm，一起通过输送机输送至造粒主机。
2.根据权利要求1中所述缓、控释肥料的生产方法，其特征为，所述步骤C中，通过干燥机进行干燥，其干燥时间为45min，干燥温度为200-250℃；所述冷却的冷却时间为40min，冷却后物料温度小于50℃。

腐植酸缓、控释肥料及其生产方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于肥料生产领域，特别涉及缓、控释肥料。\n背景技术\n[0002] 我国是世界上最大的肥料(化肥)生产和使用国，近年来，我国肥料工业发展迅猛，在产量上为农业生产提供了保障。不过，应注意到的是，我国在同样的耕种面积上，施肥量是美国的150-200％，是以色列的200-250％。以小麦生产为例：同样养分含量(N、P2O5、K2O)的化肥，在我每亩施用数量为100Kg，而美国为50-75Kg，以色列为37.5-50Kg。虽然造成我国单质化肥施用量多的因素有很多：例如，没有真正实施农田测土配方施肥，重化肥轻有机肥，滥用单质化肥等等，进而造成土壤板结、盐碱化，破坏了土壤有益生物的生存环境，蓄肥、蓄水能力差，病虫害严重等原因，所以只能靠大量使用化肥来补救。从目前情况来看这种补救方法只能继续加重土壤恶化，而对改善土壤结构没有任何帮助。近年来，缓、控释肥料已经在我国开始开发研制。缓、控释肥料，顾名思义就是可以延长化肥释放时间，减缓(阻控)化肥释放速度，以达到在保证农产品品质的情况下，提高化肥利用率，减少化肥施用量的一种化肥。目前的缓、控释化肥均采用絮凝剂硝化抑制剂，如N-sever、AM、ATU等类的化学原料(不包括生物菌肥)实现化肥中养料的缓释和控释。这些缓、控释肥料的缺点为：1、价格昂贵，同样养分的缓、控释肥料每吨成本要高出非缓、控释肥料300-500元，增加了农民负担；2、长期施用絮凝剂硝化抑制剂类化学物质对土壤、环境是否有害到现在为止还是个未知数。\n发明内容\n[0003] 基于现有技术中化肥以及缓、控释化肥中所存在的问题，本发明提供了两种腐植酸缓、控释肥料，本发明中所提供的一种腐植酸缓、控释肥料包括N、P2O5、K2O、腐植酸铵和腐植酸钠，各成分含量分别为：N+P2O5+K2O≥25％，腐植酸铵：15-20％，腐植酸钠：3-5％。在此需要说明的是，本发明中所列的含量百分比均为重量百分比。\n[0004] 本发明中所提供的另一种腐植酸缓、控释肥料包括N、P2O5、K2O、有机质、腐植酸铵和腐植酸钠，各成分含量分别为：N+P2O5+K2O≥20％，有机质≥20％，腐植酸铵：15-20％，腐植酸钠：3-5％。\n[0005] 进一步，制作所述腐植酸钠和腐植酸铵所用的原料为：轻褐煤、氧化褐煤——腐植酸含量≥40％、钙、镁离子含量≤3％，有机质含量≥40％和风化煤——腐植酸含量≥55％，钙、镁离子含量≤3％，有机质含量≥70％。\n[0006] 一种腐植酸缓、控释肥料的生产方法，包括以下步骤：\n[0007] a.将腐植酸铵、腐植酸钠、N、P2O5、K2O和有机质按照设定比例称量后，加入搅拌机混合；\n[0008] b.将经a步混合后的混合原料加入造粒主机中，并同时按3-5m3/h的速度加入水\n3\n蒸汽，按0.1-0.2m/h的速度加入浓度为0.3％的硅酸钠(Na2sio3)溶液；\n[0009] c.经造粒主机造粒后，粒状原料通过干燥机进行干燥；进入冷却机冷却，最后经筛分机筛分，符合设定规格——粒径1-4.7mm的成品颗粒就作为成品出厂；\n[0010] d.经c步中的筛分机筛分后，不符合规定的大颗粒——粒径大于4.7mm进入粉碎机粉碎，并将粉碎后的大颗粒与从筛分机筛分出来的粉末——粒径小于1mm，一起通过输送机输送至造粒主机。\n[0011] 进一步，所述步骤C中，通过干燥机进行干燥，其干燥时间为45min，干燥温度为\n200-250℃；然后进入冷却机中冷却，所述冷却的冷却时间为40min，冷却后物料温度小于\n50℃。\n[0012] 一种腐植酸钠的生产方法，包括以下步骤：\n[0013] a.将腐植酸原料送进风选机进行风选，并将风选后得到细度小于80目的腐植酸送入下一工序；\n[0014] b.经a步风选后的原料输送进热搅拌反应釜，并且同时加入NaOH、Na2CO3和水；\n四者之间的比例为腐植酸∶NaOH∶Na2CO3∶水＝1∶0.07∶0.01∶1，保持物料温度\n60-80℃搅拌1小时，达到充分混合；\n[0015] c.经过热搅拌反应釜充分搅拌后，得到含水量为25％、ph值7.5-8.6的成品腐植酸钠。\n[0016] 一种腐植酸铵的生产方法，包括以下步骤：\n[0017] a将腐植酸原料送进风选机进行风选，并将风选后得到细度小于80目的腐植酸送入下一工序；\n[0018] b经a步风选后的原料输送进热搅拌反应釜，并且同时加入碳酸氢铵(NH4HCO3)和水，三者之间的比例为腐植酸∶碳酸氢铵(NH4HCO3)∶水＝1∶0.8∶1，保持物料温度\n60-80℃搅拌1小时；\n[0019] c将经过热搅拌反应釜充分搅拌1小时后的原料输送进保温陈化仓，在温度为\n28-40℃的条件下，经过72-100小时的陈化得到含水量为25％、ph值8.0-11.0的成品腐植酸铵。\n[0020] 本缓、控释肥料即能在植物生长初期为其提供所需“速效”养分，又能对肥料中的N、P2O5、K2O在植物生长过程中起到缓释、控释作用。特别是腐植酸钠本身是一种保水剂，具有保水(蓄集水分)的作用，本缓、控释肥料同时又具有抗旱的作用。由于本缓、控释肥料中的原料广泛易取，价格便宜，是由植物残骸形成的天然大分子有机物质，对土壤有益，对土壤中微生物繁殖更有益，并且能够提高化肥的利用率，实属低碳、环保、高效的新型农用肥料。\n[0021] 使用本发明中所公开的缓、控释肥料生产方法，不需添加辅料“粘合剂”，以保证大量元素和有机质的重量-物理空间，并能够保证造粒质量和成品不板结。\n[0022] 另外，本发明中所公开的腐植酸铵、腐植酸钠的生产方法无残渣排放，所以对环境不会造成污染，并且制备方法简单易行，适合批量生产。\n附图说明\n[0023] 图1为缓控释化肥生产流程图；\n[0024] 图2为腐植酸铵的生产流程图；\n[0025] 图3为腐植酸钠的生产流程图。\n具体实施方式\n[0026] 腐植酸(Humic Acid，简写HA)是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。它是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。它广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭(又称草炭)、褐煤、风化煤中。\n[0027] 本发明中选用的缓、控释肥料的主要原料为当前尚列不出分子是的天然大分子量有机物质，腐植酸铵(NHHA)和腐植酸钠(NaHA)。\n[0028] 生成腐植酸铵(NHHA)的反应式为：\n[0029] \n[0030] 其中腐植酸铵中所含氮元素为速效氮，是供应幼苗生长的优质氮源。同时腐植酸铵还具有改良土壤、固氮、活化土壤中固定磷、钾的功能和抗病虫害等作用。\n[0031] 生成腐植酸钠的反应式为：\n[0032] R-(COOH)n+nNaOH→R-(COONa)n+n H2O→1\n[0033] R-(COO)n+Gan/z+n/2Na2CO3→R-(COONa)n+n/2CaCO3→2\n[0034] 腐植酸钠主要利用其本身的“刺激”作用的机理，使其酚烃基、醌基等官能团，参与了植物体内的氧化还原过程。“酚”与“醌”的相互转化，既是氧的活化剂，又是氢的载体，提高了植物体内氧化还原势，加强了植物的呼吸作用，在缺氧环境下显得更为突出；腐植酸钠本身是一种保水剂，具有保水(蓄集水分)的作用。\n[0035] 本发明中选用的缓、控释原材料化学活性、生物活性均较强，以轻褐煤、氧化褐煤：\n腐植酸含量≥40％、钙、镁离子含量≤3％，有机质含量≥40％，以及风化煤：腐植酸含量≥55％，钙、镁离子含量≤3％，有机质含量≥70％为主。表1和表2为生产缓、控释肥料所需的腐植酸铵和腐植酸钠的质量指标，腐植酸铵和腐植酸钠必须达到表中所列的质量指标才能够保证所制成缓、控释肥料的增效作用。\n[0036] 表1 腐植酸铵产品质量指标\n[0037] \n 指标名称 一级品 二级品 合格品\n 腐植酸(干基)％≥ 70 55 40\n 水分％≤ 10 15 15\n 灼烧残渣(干基)％≤ 20 30 40\n 水不溶物(干基)％≤ 10 15 25\n PH值 8.0～9.5 9.0～11.0 9.0～11.0\n 目数(80目筛)筛上物％≤ 10 10 10\n[0038] 表2 腐植酸钠产品质量指标\n[0039] \n 指标名称 ％\n 水溶性腐植酸(干基) ≥15\n 速效氮 ≥4\n 水份(应用基) ≤35\n 游离腐植酸 ≥40\n 目数(80目筛)筛上物 ≤10\n[0040] 本发明中的缓、控释肥料中添加的腐植酸铵质量要求见附表1，添加量为\n15-20％，添加的腐植酸钠质量要求见附表2，添加量为3-5％。\n[0041] 制成的产品(1)缓、控释复混(合)肥料：其中含有的N+P2O5+K2O≥25％(执行GB15063-2009标准)。\n[0042] 产品(2)缓、控释有机-无机复混肥料：其中含有的N+P2O5+K2O≥20％，有机质含量≥20％(执行GB18877-2006标准)。\n[0043] 产品原材料的选择，腐植酸铵、腐植酸钠产品质量控制，加入复混(合)肥料，有机-无机复混肥料的(比例)，原料细度、搅拌均匀程度、肥料产品的含水量能否达到标准要求，是本发明的核心。\n[0044] 腐植酸铵、腐植酸钠质量应符合表1和表2中所列的技术指标；其他各种原料，如氮磷钾等原料，应符合其相应的国家标准，因其与本发明肥料的缓、控释作用无直接关联，不再一一列出。\n[0045] 腐植酸铵中所含氮元素为速效氮，是供应幼苗生长的优质氮源。同时腐植酸铵还具有改良土壤、固氮、活化磷、钾的功能和抗病虫害等作用；腐植酸钠中的酚烃基、醌基等官能团，参与了植物体内的氧化还原过程。“酚”与“醌”的相互转化，既是氧的活化剂，又是氢的载体，提高了植物体内氧化还原作用，加强了植物的呼吸作用，在缺氧环境下显得更为突出。腐植酸钠本身是一种保水剂，具有保水(蓄集水分)的作用。腐植酸铵和腐植酸钠共同作用，固氮、活化磷、钾、保水---控制肥料中的氮元素不被淋溶、不会随水渗入地下，磷(P2O5)、钾(K2O)元素不被转化、固定，保持水分不被迅速大量蒸发，从而达到缓、控释养分的作用。\n[0046] 例如：采用本方法制成的有机-无机复混肥料(N+P2O5+K2O≥30％，有机质含量≥20％)，肥效期长达180天(复合肥料肥效期90天、单质化肥60天)，提高养分利用率\n50％。在吉林省梨树县种植玉米施用后，亩产2000斤，(复合肥料亩产1700斤、单质化肥亩产1500斤)增产17.6％。\n[0047] 图1中所示的是缓、控释化肥的生产方法，具体包括以下步骤：\n[0048] a、将腐植酸铵、腐植酸钠、N、P2O5、K2O和有机质按照设定比例称量后，加入搅拌机混合；\n[0049] b、将经a步混合后的混合原料加入造粒主机中，并同时添加水蒸汽和硅酸钠\n3\n(Na2sio3)；其中水蒸汽的添加速度为：3-5m/h；所填加的硅酸钠(Na2sio3)溶液浓度为\n3\n0.3％，其添加速度为：0.1-0.2m/h；\n[0050] c、经造粒主机造粒后，粒状原料通过干燥机进行干燥，干燥温度为200-250℃，干燥时间为45min；然后将原料输送进冷却机中进行冷却，冷却时间为40min，冷却后物料温度应小于50℃，最后经筛分机筛分，符合设定规格——粒径在1-4.7mm范围内的将作为成品出厂；\n[0051] d、经c步中的筛分机筛分后，其中不符合规定的大颗粒——粒径大于4.7mm进入粉碎机粉碎，并将粉碎后的大颗粒与从筛分机筛分出来的粉末——粒径小于1mm，一起通过输送机输送至造粒主机，重新作为原料进行造粒。\n[0052] 腐植酸钠的生产：\n[0053] 图2中所示为腐植酸钠的生产方法，即“干法不排渣腐植酸钠生产工艺”流程示意图，具体包括以下步骤：\n[0054] a、将腐植酸原料送进风选机进行风选，并将风选后得到细度小于80目的腐植酸送入下一工序；\n[0055] b、经a步风选后的原料输送进热搅拌反应釜，并且同时加入NaOH、Na2CO3、和水，四者之间的比例为腐植酸∶NaOH∶Na2CO3∶水＝1∶0.07∶0.01∶1；保持物料温度\n60-80℃，搅拌1小时，使原料得到充分搅拌；\n[0056] c、经过热搅拌反应釜充分搅拌1小时后，得到含水量为25％、ph值7.5-8.6的成品腐植酸钠。\n[0057] 腐植酸铵的生产：\n[0058] 图3中所示的为腐植酸铵的生产方法，即直接氨化法生产腐植酸铵，包括以下步骤：\n[0059] a、将腐植酸原料送进风选机进行风选，并将风选后得到细度小于80目的腐植酸送入下一工序；\n[0060] b、经a步风选后的原料输送进热搅拌反应釜，并且同时加入碳酸氢铵(NH4HCO3)和水，三者的比例为腐植酸∶碳酸氢铵(NH4HCO3)∶水＝1∶0.8∶1，保持物料温度60-80℃，搅拌1小时，使原料得到充分搅拌；\n[0061] c、将经过热搅拌反应釜充分搅拌1小时后的原料输送进保温陈化仓，保持温度在\n28-40℃范围内，经过72-100小时的陈化，得到含水量为25％、ph值8.0-11.0的成品腐植酸铵。\n[0062] 经上述方法制成的腐植酸钠、腐植酸钾，反应充分、无残渣、制备方法简单易行，适合批量生产。