专利名称：腐植酸缓、控释肥料及其生产方法
技术领域：
本发明属于肥料生产领域，特别涉及缓、控释肥料。
背景技术：
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lOOKg，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。
发明内容
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Ν、Ρ205、Κ20、腐植酸铵和腐 植酸钠，各成分含量分别为N+P205+K20>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。本发明中所提供的另一种腐植酸缓、控释肥料包括N、P2O5, K20、有机质、腐植酸铵 和腐植酸钠，各成分含量分别为Ν+Ρ205+Κ20 ^ 20%，有机质> 20%，腐植酸铵15-20%，腐 植酸钠3-5%0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 彡55%，钙、镁离子含量< 3%，有机质含量彡70%。一种腐植酸缓、控释肥料的生产方法，包括以下步骤a.将腐植酸铵、腐植酸钠、N、P205、K2O和有机质按照设定比例称量后，加入搅拌机 混合；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 蒸汽，按0. 1-0. 2m3/h的速度加入浓度为0. 3%的硅酸钠(Na2Sio3)溶液；
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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，符合设定规格一一粒径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。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 200-250 V ；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 50 "C。一种腐植酸钠的生产方法，包括以下步骤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；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 60-80°C搅拌1小时，达到充分混合；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。一种腐植酸铵的生产方法，包括以下步骤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；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 60-80°C搅拌1小时；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 28-40°C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。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 Ν、Ρ205、Κ20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。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。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。
图1为缓控释化肥生产流程图；图2为腐植酸铵的生产流程图3为腐植酸钠的生产流程图。
具体实施例方式腐植酸(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。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)。生成腐植酸铵(NHHA)的反应式为 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。生成腐植酸钠的反应式为R- (COOH) n+nNaOH — R- (COONa) n+n H2O — 1R- (COO) n+Gan/z+n/2Na2C03 — R- (COONa) n+n/2CaC03 — 2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。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 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。表1腐植酸铵产品质量指标
指标名称一级品二级品合格品腐植酸(干基705540水分％<101515灼烧残渣(干基203040水不溶物(干基101525ra值8. 0 9. 59. 0 11. 09. 0 11. 0
5 表2腐植酸钠产品质量指标 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 15-20%，添加的腐植酸钠质量要求见附表2，添加量为3-5%。制成的产品(1)缓、控释复混(合)肥料其中含有的N+P205+K20 ^ 25% (执行 GB15063-2009 标准)。产品(2)缓、控释有机-无机复混肥料其中含有的Ν+Ρ205+Κ20彡20%，有机质含 量彡20% (执行GB18877-2006标准)。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、搅拌均勻程度、肥料产品的含水量能否达到标准要 求，是本发明的核心。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。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、保水一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。例如采用本方法制成的有机-无机复混肥料(N+P205+K20 ^ 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 50%。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%。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
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；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 (Na2Sio3)；其中水蒸汽的添加速度为3-5m3/h;所填加的硅酸钠(Na2Sio3)溶液浓度为 0. 3%，其添加速度为0. 1-0. 2m3/h ；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°C，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°C，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；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。腐植酸钠的生产图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；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 60-80°C，搅拌1小时，使原料得到充分搅拌；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。腐植酸铵的生产图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；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°C， 搅拌1小时，使原料得到充分搅拌；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 28-40°C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。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。
权利要求
一种腐植酸缓、控释肥料，其特征为所述肥料包括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％。
2.一种腐植酸缓、控释肥料，其特征为所述肥料包括Ν、Ρ205、Κ20、有机质、腐植酸铵和 腐植酸钠，各成分含量分别为N+P205+K20 ^ 20%，有机质> 20%，腐植酸铵15-20%，腐植 酸钠:3-5%0
3.根据权利要求1中所述腐植酸缓、控释肥料，其特征为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 含量彡40%和风化煤——腐植酸含量彡55%，钙、镁离子含量< 3%，有机质含量彡70%。
4.一种腐植酸缓、控释肥料的生产方法，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；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3-5m3/h的速度加入水 蒸汽和0. 1-0. 2m3/h的速度加入重量百分比为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l-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。
5.根据权利要求4中所述缓、控释肥料的生产方法，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°C ；所述冷却的冷却时间为40min，冷却后物 料温度小于50°C。
6.一种腐植酸钠的生产方法，包括以下步骤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；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Na0H、Na2C03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60_80°C 搅拌1小时，达到充分混合；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。
7.一种腐植酸铵的生产方法，包括以下步骤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；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60-80°C搅 拌1小时；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28-40°C 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。
全文摘要
本发明提供了一种腐植酸缓、控释肥料和该肥料中所使用的腐植酸铵和腐植酸钠的生产方法，其中腐植酸缓、控释肥料中腐植酸铵和腐植酸钠分别为肥料重量的15-20％和3-5％。该缓、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。实属低碳、环保、高效的新型农用肥料。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。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。
文档编号C05G3/00GK101905999SQ20101024008
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者岳玉甫, 马正潜 申请人:北京谷田兴盛农业科技发展有限公司