專利名稱:一種利用秸桿灰生產(chǎn)氮磷鉀復合肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用秸稈灰生產(chǎn)氮磷鉀復合肥的方法，屬于農(nóng)用肥料技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈多達6.6億噸。據(jù)調(diào)查，如此巨大數(shù)量的秸稈目前的利用情況不容樂觀秸稈直接還田6.9％、過腹還田14.9％、漚肥用13.3％、農(nóng)村生活用能11.9％、工副業(yè)生產(chǎn)原料7.8％，秸稈綜合利用率為54.8％，剩余的45.2％的秸稈尚需再利用。
目前，在三夏或三秋時，農(nóng)民焚燒剩余秸稈的現(xiàn)象比較普遍。秸稈焚燒不僅導致空氣中懸浮顆粒增多，對大氣環(huán)境造成污染。而且產(chǎn)生的煙霧籠罩機場和高速公路，造成公路關(guān)閉、航班延誤，嚴重干擾正常的社會生產(chǎn)和生活。此外，秸稈焚燒極易引發(fā)火災(zāi)，且秸稈焚燒對土壤物理性質(zhì)造成不利影響，加重土壤板結(jié)，破壞了地力，加劇了干旱，農(nóng)作物的生長受到影響。另外隨意堆棄秸稈隨處可見。農(nóng)民為了趕農(nóng)時、圖方便、少投入等，將剩余的農(nóng)作物秸稈堆棄于田間地頭、場院、公路兩側(cè)和房前屋后，不僅占用土地，影響交通，而且不利于農(nóng)村的環(huán)境衛(wèi)生，還成為發(fā)生火災(zāi)的一大隱患。因此提高農(nóng)業(yè)秸稈的利用率是十分必要的。
隨著我國用電日益緊張，而石油、煤炭等一次性能源逐漸減少以及人們對環(huán)境質(zhì)量的要求日益提高，開發(fā)新能源和可再生資源逐漸成為研究熱點。而秸稈發(fā)電正是這一研究領(lǐng)域中的熱點，尤其在我國這樣一個農(nóng)業(yè)大國。秸稈發(fā)電具有其無可比擬的優(yōu)越性，在我國農(nóng)作物秸稈量大，覆蓋面廣，來源充足；秸稈的含硫量很低，對空氣污染較少；以秸稈為燃料危險性小，易管理，屬于廢棄物利用，符合國家能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。因此秸稈發(fā)電廠可以解決煤炭緊缺和農(nóng)業(yè)密集地區(qū)的用電難題，而且為廣大農(nóng)村的剩余秸稈找到了出路，避免了秸稈不合理處理引起的環(huán)境污染。但秸稈發(fā)電燃燒后仍然會產(chǎn)生3％-20％的灰分，其中富含磷和鉀以及一些微量元素等作物生長所需的養(yǎng)分。在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中草木灰是一種常用的肥源，但其養(yǎng)分的有效性較低，易引起養(yǎng)分損失，且長期施用易破壞土壤的理化性狀。因此合理利用這些秸稈發(fā)電廠的廢棄物，減少其對環(huán)境的污染，變廢為寶，具有十分重要的意義。
中國專利公開號CN 1189481A公開了一種利用草木灰、糞灰等制取高鉀鈣農(nóng)用肥料的方法，是以草木灰、糞灰、石灰糞、工業(yè)用鹽、硫酸鉀、氯化鉀、尿液為原料，通過攪拌、研磨、過篩后制得。其缺點是肥料鹽度高、堿性強，元素有效性差，肥效慢，尤其不適宜在堿性土壤中使用。中國專利公開號CN 1793074A公開了利用植物秸稈灰渣生產(chǎn)多元素肥料的方法。是以植物秸稈燃燒、裂解、氣化后形成的灰渣為主要原料，加入無機廢酸、農(nóng)用有機酸或有機固體廢棄物降低pH值，發(fā)酵、干燥粉碎成產(chǎn)品或再加黏結(jié)劑造粒成成品肥料。該方法雖然解決了堿性強和元素有效性差的缺點，但生產(chǎn)肥料成品的周期長，肥料養(yǎng)分比例不合理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以秸稈發(fā)電過程產(chǎn)生的秸稈灰為原料生產(chǎn)氮磷鉀復合肥的方法。本發(fā)明所生產(chǎn)的氮磷鉀復合肥，其中氮、磷、鉀養(yǎng)分含量大于30％，并含有秸稈灰中的中微量營養(yǎng)元素，養(yǎng)分配比合理，可以全面滿足作物的營養(yǎng)需求，無需配合其它肥料，可以直接施用。生產(chǎn)設(shè)備簡單，投資少，成本低，產(chǎn)品養(yǎng)分有效性高，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高鉀鈣農(nóng)用肥和多元素肥兩種肥料生產(chǎn)存在的不足，適用于不同的土壤和農(nóng)作物，為秸稈發(fā)電產(chǎn)生的秸稈灰的合理利用提供了有效途徑，減少了秸稈灰對環(huán)境的污染。
本發(fā)明的氮磷鉀復合肥是由如下組分組成，均為重量份尿素18-30份，磷酸一銨12-30份，氯化鉀7-25份，秸稈灰10-40份，酸度調(diào)節(jié)劑1.2-6份，黏合劑5-20份。
上述秸稈灰是秸稈發(fā)電廠秸稈灰渣廢棄物。秸稈灰可以是任何一種植物秸稈發(fā)電燃燒后的灰渣，如木灰，草灰，糠灰等。
上述酸度調(diào)節(jié)劑是磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.1～0.5的混合。
上述黏合劑是膨潤土或凹凸粉中的一種或兩種按重量比1∶2～3的混合物。
上述本發(fā)明的氮磷鉀復合肥的制備方法，步驟如下1、原料粉碎與添加將造粒用的原料磷酸一銨、尿素、氯化鉀、黏合劑等分別粉碎，過80目的篩。然后通過進料速度控制添加比例，將粉狀原料磷酸一銨、尿素、氯化鉀、黏合劑與秸稈灰一起加入造粒筒中。
2、轉(zhuǎn)鼓造粒轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓造粒，造粒過程中將酸度調(diào)節(jié)劑溶入水中配成混合液噴入造粒筒，使肥料成品的pH為5～7.5，控制轉(zhuǎn)速恒定，造粒5～7分鐘，當反應(yīng)原料形成大小比較勻一的肥粒時，肥料半成品進入烘干筒中。
3、烘干控制烘干筒的溫度為90～110℃，烘干時間為8～12分鐘，肥料含水量降至5％以下，干熱肥料進入下一級冷卻筒中冷卻。
4、篩分稱重包裝將冷卻后的肥料過振動篩篩分，粒徑適中的成品肥料稱重包裝。篩上的粗粒肥經(jīng)破碎后與篩下的小粒徑物料返回轉(zhuǎn)鼓與新鮮物料混合后造粒。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1)營養(yǎng)全面，養(yǎng)分有效性高。大量元素(N、P、K)含量高于30％、元素配比合理，同時秸稈灰中也含有中微量元素，可以滿足作物生長發(fā)育的營養(yǎng)需求，可以獨立使用。生產(chǎn)過程中使用了酸度調(diào)節(jié)劑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，設(shè)備簡單。使用的秸稈灰為秸稈發(fā)電廠的工業(yè)廢棄物，不需投資購置，少量的酸度調(diào)節(jié)劑和黏合劑的成本低。生產(chǎn)設(shè)備簡單，易于生產(chǎn)和推廣。
(3)適應(yīng)性廣。該肥料適用于各種大田作物、蔬菜和果樹，且在酸性或堿性土壤上均可使用?？筛鶕?jù)不同作物的養(yǎng)分吸收特點，靈活調(diào)配氮磷鉀的比例，滿足不同作物的需求。
(4)生產(chǎn)周期短，成品率高。對秸稈灰原料無需處理，直接應(yīng)用，提高了秸稈灰的利用效率，由于酸度調(diào)節(jié)劑和適宜黏結(jié)劑的選用，造粒效果好，生產(chǎn)周期短，肥料商品性好。
肥效試驗利用秸稈灰制備的氮磷鉀復合肥(以下簡稱秸桿灰復合肥)對黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究
1.試驗材料與方法試驗時間2005年10月-2006年4月試驗地點青州市譚坊鎮(zhèn)蔬菜大棚供試品種津春4號表1 供試土壤的理化性狀


1.2試驗方法試驗設(shè)5個處理，設(shè)置如下1.CK(習慣施肥)2000kg/hm2(養(yǎng)分含量45％市售復合肥)2.秸桿灰復合肥1號(養(yǎng)分含量45％)1600kg/hm23.秸桿灰復合肥2號(養(yǎng)分含量40％)1800kg/hm24.秸桿灰復合肥3號(養(yǎng)分含量35％)2056kg/hm25.秸桿灰復合肥4號(養(yǎng)分含量30％)2400kg/hm2肥料的1/10作為基肥施用，另外的9/10在生育期內(nèi)做為追肥多次施用。
1.3取樣時期及測定方法于2月17日取成熟的果實測定Vc的含量，2月19日取成熟的果實測定可溶性糖的含量。VC、可溶性糖及土壤基礎(chǔ)肥力均按常規(guī)方法測定。黃瓜收獲累計計產(chǎn)，于4月20日結(jié)束試驗。
2.結(jié)果與分析2.1秸稈灰復合肥對黃瓜中維生素C(Vc)含量的影響黃瓜中Vc的測定結(jié)果見表，從表2的測定結(jié)果可見，施用秸稈灰復合肥使黃瓜中Vc含量顯著提高，方差分析達到顯著水平(F＝10.02**)。多重比較的結(jié)果表明秸稈灰復合肥1號、2號處理與CK比較差異不顯著，秸稈灰3號、4號處理與CK比較達到1％的顯著水平，秸稈灰3號和秸稈灰4號處理之間差異不顯著，二者分別較CK提高30.3％和29.4％。
表2 秸稈灰復合肥對黃瓜中Vc含量的影響


注采用鄧肯法進行多重比較，下同。
2.2秸稈灰復合肥對黃瓜中可溶性糖含量的影響黃瓜中可溶性糖的測定結(jié)果見表3，從表3的測定結(jié)果可見，在鹽分脅迫下，土壤施用秸稈灰復合肥使黃瓜中可溶性糖含量顯著提高，方差分析達到顯著水平(F＝16.18**)。多重比較的結(jié)果表明秸稈灰1號處理與CK比較達到5％的顯著水平，比CK提高70.6％、秸稈灰2號、秸稈灰3號、秸稈灰4號處理與秸稈灰1號處理比較達到5％的顯著水平，秸稈灰2號、秸稈灰3號、秸稈灰4號三個處理之間差異不顯著，分別比秸稈灰1號處理提高37.5％、48.7％和56.5％，比CK提高134.5％、153.7和166.9％。
表3 秸稈灰復合肥對黃瓜中可溶性糖含量的影響


2.1秸稈灰復合肥對黃瓜產(chǎn)量的影響黃瓜產(chǎn)量結(jié)果見表4，從表4的測定結(jié)果可見，土壤施用秸稈灰復合肥使產(chǎn)量顯著提高，方差分析達到顯著水平(F＝20.20**)。多重比較的結(jié)果表明秸稈灰1號、秸稈灰2號、秸稈灰3號處理與CK比較達5％的顯著水平，分別較CK增產(chǎn)23.9％、29.2％和26.1％，三處理之間差異不顯著，秸稈灰4號處理與CK比較達到1％的顯著水平，較CK增產(chǎn)47.3％，秸稈灰4號與秸稈灰1號比較達到1％的顯著水平，較秸稈灰1號處理增產(chǎn)18.9％。
表4 秸稈灰復合肥對黃瓜產(chǎn)量的影響


3.小結(jié)在大棚栽培條件下，應(yīng)用秸稈灰復合肥與常規(guī)習慣施肥相比，秸稈灰復合肥能夠提高黃瓜中的可溶性糖的含量，對黃瓜中Vc的含量沒有顯著影響；對黃瓜具有顯著的增產(chǎn)作用。對4種不同的秸稈灰復合肥的肥效比較發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)分含量低的秸稈灰復合肥對黃瓜的增產(chǎn)和改善品質(zhì)的效果更為顯著，可能是秸稈灰中含有除氮磷鉀以外的養(yǎng)分較多，低養(yǎng)分含量肥料中秸稈灰的比例較高的原因。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明，所有實施例中使用的原料秸稈灰均是秸稈發(fā)電廠秸稈灰渣廢棄物。
實施例1.制造養(yǎng)分含量為45％的氮磷鉀復合肥，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O＝15∶15∶15。
取粉狀原料秸稈灰10份，尿素25.1份，磷酸一銨31.4份，氯化鉀22.6份，凹凸粉黏合劑9.4份依次加到正在運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，然后取磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.3混合的酸度調(diào)節(jié)劑1.5份與適量水混勻，噴灑在反應(yīng)物料中。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓造粒5～7分鐘，當反應(yīng)原料形成大小比較勻一的肥粒時，肥料半成品進入烘干筒中。
控制烘干筒的溫度為90～110℃，烘干時間為8～12分鐘，肥料含水量降至5％以下，干熱肥料進入下一級冷卻筒中冷卻。
將冷卻后的肥料過振動篩篩分，粒徑適中的成品肥料稱重包裝。
實施例2.制造養(yǎng)分含量為40％的氮磷鉀復合肥，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O＝15∶10∶15。
如實施例1所述，所不同的原料如下，均為重量份取秸稈灰20份，尿素28.5份，磷酸一銨17.4份，氯化鉀20.2份，膨潤土和凹凸粉按重量比1∶3混合的黏合劑11份依次加到運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，稱取磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.5混合的酸度調(diào)節(jié)劑3份與適量水混勻，均勻噴灑在混合的物料上。
實施例3.制造養(yǎng)分含量為35％的氮磷鉀復合肥，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O＝13∶10∶12。
如實施例1所述，所不同的原料如下，均為重量份取秸稈灰30份，尿素24.8份，磷酸一銨14.7份，氯化鉀12.9份，膨潤土或凹凸粉按重量比1∶2混合的黏結(jié)劑13.2份依次加到運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，稱取磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.3混合的酸度調(diào)節(jié)劑4.4份與適量水混勻，均勻噴灑在混合的物料上。
實施例4.制造養(yǎng)分含量為30％的氮磷鉀復合肥，養(yǎng)分比例為N∶P2O5∶K2O＝10∶10∶10。
如實施例1所述，所不同的原料如下，均為重量份取秸稈灰40份，尿素18.9份，磷酸一銨12份，氯化鉀7.2份，膨潤土黏合劑16份依次加到運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓中，稱取磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.2混合的酸度調(diào)節(jié)劑5.9份與適量水混勻，均勻噴灑在混合的物料上。
權(quán)利要求
1.氮磷鉀復合肥，其特征在于是由如下組分組成，均為重量份尿素18-30份，磷酸一銨12-30份，氯化鉀7-25份，秸稈灰10-40份，酸度調(diào)節(jié)劑1.2-6份，黏合劑5-20份；上述秸稈灰是秸稈發(fā)電廠秸稈灰渣廢棄物；上述酸度調(diào)節(jié)劑是磷酸和檸檬酸按重量比1∶0.1～0.5的混合；上述黏合劑是膨潤土或凹凸粉中的一種或兩種按重量比1∶2～3的混合。
2.權(quán)利要求
1所述的氮磷鉀復合肥的制備方法，步驟如下(1)原料粉碎與添加將造粒用的原料磷酸一銨、尿素、氯化鉀、黏合劑等分別粉碎，過80目的篩，然后通過進料速度控制添加比例，將粉狀原料磷酸一銨、尿素、氯化鉀、黏合劑與秸稈灰一起加入造粒筒中；(2)轉(zhuǎn)鼓造粒轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)鼓造粒，造粒過程中將酸度調(diào)節(jié)劑溶入水中配成混合液噴入造粒筒，使肥料成品的pH為5～7.5，控制轉(zhuǎn)速恒定，造粒5～7分鐘，當反應(yīng)原料形成大小比較勻一的肥粒時，肥料半成品進入烘干筒中；(3)烘干控制烘干筒的溫度為90～110℃，烘干時間為8～12分鐘，肥料含水量降至5％以下，干熱肥料進入下一級冷卻筒中冷卻；(4)篩分稱重包裝將冷卻后的肥料過振動篩篩分，粒徑適中的成品肥料稱重包裝。
專利摘要
一種利用秸稈灰生產(chǎn)氮磷鉀復合肥的方法，屬于農(nóng)用肥料技術(shù)領(lǐng)域：
。氮磷鉀復合肥組分重量份為尿素18－30份，磷酸一銨12－30份，氯化鉀7－25份，秸稈灰10－40份，酸度調(diào)節(jié)劑1.2－6份，黏合劑5－20份；經(jīng)原料粉碎、添加、轉(zhuǎn)鼓造粒、烘干、篩分稱重包裝制備而得。本發(fā)明氮磷鉀復合肥氮、磷、鉀養(yǎng)分含量大于30％，并含有秸稈灰中的中微量營養(yǎng)元素，養(yǎng)分配比全面、合理，無需配合其它肥料，可直接施用，適用于不同的土壤和農(nóng)作物。生產(chǎn)設(shè)備簡單，成本低，解決了現(xiàn)有肥料生產(chǎn)的不足，為秸稈發(fā)電產(chǎn)生的秸稈灰的合理利用提供了有效途徑，減少了秸稈灰對環(huán)境的污染。
文檔編號C05B7/00GKCN1907920SQ200610069649
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月3日
發(fā)明者李彥, 張英鵬, 董曉霞, 高弼模, 張榮全, 魏建林 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan