一種新型改性生物炭肥及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型改性生物炭肥及其制備方法，所述生物炭肥由下述重量份的原料制成：生物質(zhì)原料60?80份、人畜糞便30?40份、添加劑15?25份，其中，添加劑為米糠經(jīng)脫脂后采用酸浸泡、堿中和，沉淀得出的米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；生物質(zhì)原料的含水量控制在10%以下，人畜糞便的含水量控制在20%以下。本發(fā)明的生物炭具有較大的比表面積，提高了土壤的有機(jī)質(zhì)含量；同時(shí)，從米糠中提取植酸鈣，充分利用了米糠中的磷營養(yǎng)元素，使磷與生物炭復(fù)合形成復(fù)合肥，另外，通過熱解物料倉中的脫水排氧和裂解設(shè)備內(nèi)的裂解，使原料中的營養(yǎng)物質(zhì)得以鎖住，進(jìn)一步達(dá)到了改良土壤、增加土壤肥沃度、促進(jìn)植物生長等目的。
【專利說明】
一種新型改性生物炭肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合肥，具體涉及一種新型改性生物炭肥及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]復(fù)合肥料是指含有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的化肥，復(fù)合肥具有養(yǎng)分含量高、副成分少且物理性狀好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于平衡施肥，提高肥料利用率，促進(jìn)作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有著十分重要的作用。
[0003]生物炭是生物有機(jī)材料(生物質(zhì))在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)高溫?zé)崃呀夂笊傻墓虘B(tài)產(chǎn)物。既可作為高品質(zhì)能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等，已廣泛應(yīng)用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等，可在一定程度上為氣候變化、環(huán)境污染和土壤功能退化等全球關(guān)切的熱點(diǎn)問題提供解決方案。生物炭不是一般的木炭，是一種碳含量極其豐富的木炭。它是在低氧環(huán)境下，通過高溫裂解將木材、草、玉米桿或其它農(nóng)作物廢物碳化而成。生物炭雖可作為肥料，但其微孔結(jié)構(gòu)較少、比表面積較低，且保留的營養(yǎng)元素包括微量元素較少，因此使用時(shí)一般需要添加其他肥料。
[0004]米糠中平均含蛋白質(zhì)15%，脂肪16%-2 2%，糖3%-8%，水分10%，熱量大約為12 5.1K J/ g。脂肪中主要的脂肪酸大多為油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，并含高量維生素、植物醇、膳食纖維、氨基酸及礦物質(zhì)等。米糠中礦物質(zhì)以P為最多，其次為K、Mg和Se，其余為Ca、Mn和Si， Fe和Na含量最低?？分械腜主要存在于植酸、核酸和酪蛋白中，其中植酸中的P占米糠總P量的89%。植酸通常以植酸鈣的形式出現(xiàn)，米糠中的植酸鈣含量可達(dá)10%?1 1%。因此，米糠中的 P應(yīng)得到充分利用。目前脫脂米糠經(jīng)提取植酸后，由于糟渣的營養(yǎng)價(jià)值高，一般將糟渣做為飼料使用，但并未見有利用米糠中的P作為制備改性生物炭肥的原料的報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種新型改性生物炭肥，第二個(gè)目的為提供一種新型改性生物炭肥的制備方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個(gè)目的的技術(shù)方案為:一種新型改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成:生物質(zhì)原料60-80份人畜糞便30-40份添加劑15-25份其中，添加劑為米糠經(jīng)脫脂后采用酸浸泡、堿中和，沉淀得出的米糠中的植酸鈣產(chǎn)品； 生物質(zhì)原料的含水量控制在10%以下，人畜糞便的含水量控制在20%以下。
[0007]所述生物質(zhì)原料為玉米秸桿、小麥秸桿、水稻秸桿、棉花秸桿、玉米芯、棉籽殼、稻殼、花生殼、豆殼、果殼、甘蔗渣、果皮、樹木殘枝、木肩中的一種或兩種以上的混合物。
[0008]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明另一個(gè)目的的技術(shù)方案為:一種新型改性生物炭肥的制備方法，包括如下步驟:(1)將生物質(zhì)原料干燥、粉碎成粉末，稱取60-80份；(2)將30-40份含水量為20%以下的人畜糞便放入上述生物質(zhì)原料中，攪拌均勻，得到混合物；(3)提取米糠中的植酸鈣:將15-25份的米糠通過榨取米糠油后形成脫脂米糠，用稀鹽酸浸泡脫脂米糠1-2小時(shí)后，加入堿性溶液中和，待沉淀后，用去離子水清洗沉淀物，最后烘干，即可得到米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)品加入生物質(zhì)原料與人畜糞便的混合物中，攪拌均勻，獲得混合原料；(5 )將步驟(4)所得的混合原料放入熱解物料倉，倉內(nèi)填充率大于80%，將物料倉內(nèi)的混合原料加熱至150-200°C，并保溫20-60分鐘，利用產(chǎn)生的水蒸氣將倉內(nèi)空氣充分排出；(6)將步驟(5)處理后的混合料送入裂解設(shè)備中炭化，升溫至250-260°C，保溫10-15分鐘后在5分鐘內(nèi)升溫至460-470°C，并保溫3-4小時(shí)，然后在3分鐘內(nèi)降低至150-180°C，保溫 30-60分鐘，使物料充分完成炭化后自然冷卻，得到新型改性生物炭肥。
[0009]優(yōu)選的，所述堿溶液為氫氧化鈣溶液或氫氧化鈉溶液。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明的生物炭具有較大的比表面積，提高了土壤的有機(jī)質(zhì)含量；同時(shí)，從米糠中提取植酸鈣，充分利用了米糠中的磷營養(yǎng)元素，使磷與生物炭復(fù)合形成復(fù)合肥，另外，通過熱解物料倉中的脫水排氧和裂解設(shè)備內(nèi)的裂解，使原料中的營養(yǎng)物質(zhì)得以鎖住，進(jìn)一步達(dá)到了改良土壤、增加土壤肥沃度、促進(jìn)植物生長等目的。【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1一種新型改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成:生物質(zhì)原料70份人畜糞便30份添加劑15份其中，添加劑為米糠經(jīng)脫脂后采用稀鹽酸浸泡、氫氧化鈉溶液中和，最后沉淀得出的米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；生物質(zhì)原料的含水量控制在10%以下，人畜糞便的含水量控制在20%以下。
[0012]上述一種新型改性生物炭肥的制備方法，包括如下步驟:(1)將水稻猜桿烘干、粉碎成粉末，稱取60-80份；(2)將30份含水量為20%以下的人畜糞便放入上述水稻秸桿粉末中，攪拌均勻，得到混合物；(3)提取米糠中的植酸鈣:將15份的米糠通過榨取米糠油后形成脫脂米糠，用稀鹽酸浸泡脫脂米糠1小時(shí)后，加入氫氧化鈉溶液中和，待沉淀后，用去離子水清洗沉淀物，最后烘干，即可得到米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)品加入水稻秸桿與人畜糞便的混合物中，攪拌均勻，獲得混合原料；(5 )將步驟(4)所得的混合原料放入熱解物料倉，倉內(nèi)填充率大于80%，將物料倉內(nèi)的混合原料加熱至150°C，并保溫30分鐘，利用產(chǎn)生的水蒸氣將倉內(nèi)空氣充分排出；(6)將步驟(5)處理后的混合料送入裂解設(shè)備中炭化，升溫至250°C，保溫10分鐘后在5 分鐘內(nèi)升溫至460°C，并保溫3小時(shí)，然后在3分鐘內(nèi)急冷至150°C，保溫30分鐘，使物料充分完成炭化后自然冷卻，得到新型改性生物炭肥。
[0013]所得到的新型改性生物炭肥的比表面積為624m3/g，按每畝施用200kg的新型改性生物炭肥6個(gè)月后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)土壤中重金屬含量減少62%，而與不施用該生物炭肥而使用普通復(fù)混肥比較，作物中的重金屬還少38%，證明土壤中的重金屬被吸附到生物炭中固化。 [〇〇14] 實(shí)施例2一種新型改性生物炭肥，由下述重量份的原料制成:生物質(zhì)原料80份人畜奠便35份添加劑25份其中，添加劑為米糠經(jīng)脫脂后采用稀鹽酸浸泡、氫氧化鈉溶液中和，最后沉淀得出的植酸鈣產(chǎn)品；生物質(zhì)原料的含水量控制在10%以下，人畜糞便的含水量控制在20%以下。
[0015]上述一種新型改性生物炭肥的制備方法，包括如下步驟:(1)將玉米秸桿烘干、研磨成粉末，稱取80份；(2)將35份含水量為20%以下的人畜糞便放入上述玉米秸桿粉末中，攪拌均勻，得到混合物；(3)提取米糠中的植酸鈣:將25份的米糠通過榨取米糠油后形成脫脂米糠，用稀鹽酸浸泡脫脂米糠1小時(shí)后，加入氫氧化鈉溶液中和，待沉淀后，用去離子水清洗沉淀物，最后烘干，即可得到米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)品加入玉米秸桿與人畜糞便的混合物中，攪拌均勻，獲得混合原料；(5 )將步驟(4 )所得的混合原料放入熱解物料倉，倉內(nèi)填充率大于80%，將物料倉內(nèi)的混合原料加熱至200°C，并保溫60分鐘，利用產(chǎn)生的水蒸氣將倉內(nèi)空氣充分排出；(6)將步驟(5)處理后的混合料送入裂解設(shè)備中炭化，升溫至250°C，保溫15分鐘后在5 分鐘內(nèi)升溫至470°C，并保溫4小時(shí)，然后在3分鐘內(nèi)急冷至180°C，保溫60分鐘，使物料充分完成炭化后自然冷卻，得到新型改性生物炭肥。
[0016]所得到的新型改性生物炭肥的比表面積為627m3/g，按每畝施用200kg的新型改性生物炭肥6個(gè)月后，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)土壤中重金屬含量減少65%，而與不施用該生物炭肥而使用普通復(fù)混肥比較，作物中的重金屬還少40%，證明土壤中的重金屬被吸附到生物炭中固化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型改性生物炭肥，其特征在于，由下述重量份的原料制成:生物質(zhì)原料60-80份人畜糞便30-40份添加劑15-25份其中，添加劑為米糠經(jīng)脫脂后采用酸浸泡、堿中和，沉淀得出的米糠中的植酸鈣產(chǎn)品； 生物質(zhì)原料的含水量控制在10%以下，人畜糞便的含水量控制在20%以下。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷改性生物炭肥，其特征在于，所述生物質(zhì)原料為玉米秸桿、 小麥猜桿、水稻猜桿、棉花猜桿、玉米芯、棉籽殼、稻殼、花生殼、豆殼、果殼、甘鹿渣、樹木殘 枝、木肩中的一種或兩種以上的混合物。3.—種權(quán)利要求1所述的新型改性生物炭肥的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(1)將生物質(zhì)原料干燥、粉碎成粉末，稱取60-80份；(2)將30-40份含水量為20%以下的人畜糞便放入上述生物質(zhì)原料中，攪拌均勻，得到混 合物；(3)提取米糠中的植酸鈣:將15-25份的米糠通過榨取米糠油后形成脫脂米糠，用稀鹽 酸浸泡脫脂米糠1-2小時(shí)后，加入堿性溶液中和，待沉淀后，用去離子水清洗沉淀物，烘干， 即可得到米糠中的植酸鈣產(chǎn)品；(4)將步驟(3)得到的產(chǎn)品加入生物質(zhì)原料與人畜糞便的混合物中，攪拌均勻，獲得混 合原料；(5)將步驟(4)所得的混合原料放入熱解物料倉，倉內(nèi)填充率大于80%，將物料倉內(nèi)的混 合原料加熱至150-200°C，并保溫20-60分鐘，利用產(chǎn)生的水蒸氣將倉內(nèi)空氣充分排出；(6)將步驟(5)處理后的混合料送入裂解設(shè)備中炭化，升溫至250-260°C，保溫10-15分 鐘后在5分鐘內(nèi)升溫至460-470°C，并保溫3-4小時(shí)，然后在3分鐘內(nèi)降低至150-180°C，保溫 30-60分鐘，使物料充分完成炭化后自然冷卻，得到新型改性生物炭肥。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型改性生物炭肥的制備方法，其特征在于，所述堿溶液為氫 氧化鈣溶液或氫氧化鈉溶液。
【文檔編號(hào)】C05G1/00GK106007839SQ201610313535
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】黃名義
【申請(qǐng)人】黃名義