一种炭基长效复混肥料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种炭基长效复混肥料及其制备方法，采用将猕猴桃剪枝、木材下脚料、牛毛毡、芭茅、向日葵茎叶炭化后与磷酸一铵、硫酸钾混合，以磷酸和高岭土作为催化剂，过氧化二碳酸二异丁酯为引发剂，喷洒脲甲醛反应液，造粒干燥得炭基长效复混肥料，本发明专利技术制备步骤简单易操作，经济性好，缩合反应转化率高，制得的炭基长效复混肥料能满足各类土壤和各种作物的需要。

A carbon based long effect compound fertilizer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种炭基长效复混肥料及其制备方法
本专利技术属于肥料
，具体涉及一种炭基长效复混肥料及其制备方法。
技术介绍
近年来，生物质炭已成为农林、环境和能源等研究领域关注的焦点，生物质炭是在低氧或无氧环境下，通过高温裂解将植物碳化的产物。脲甲醛又称脲醛肥料，1955年最先由BASF生产，是第一个商品化生产的缓释氮肥。它由尿素与甲醛缩合而成，为白色，无味粉末或颗粒状。根据尿素与甲醛的摩尔比不同，可以制成不同缩合度(释放期)的脲醛肥料。专利CN1343186公开了一种颗粒复合肥组合物的制备工艺及其产品，申请人为美国特拉华州OMS投资公司。该技术涉及一种颗粒复合肥组合物的制备，它是通过把尿素和甲醛的液体混合物施加到干燥的底物例如磷源、钾源、辅助营养源、微量营养源或其混合物上，使液体混合物就地反应形成的亚甲基脲反应产物，从而促进底物与颗粒复合物的粘合，而底物在液体混合物反应的同时造粒，以形成颗粒复合肥组合物。专利CN201410812768.9公开了以间隙式方法加工的脲甲醛半成品为原料之一，添加由畜禽发酵粪肥粉剂、生物质原料粉剂和生物炭粉组成的分散剂，并与磷肥或钾肥混合而制成。专利CN201510117731.9公开了利用稻壳、秸秆、叶片等农林废弃物热解生产生物炭，再与硅藻土和肥料混合，喷洒脲甲醛溶液制备而成。专利CN201610816939.4公开了一种复合保水脲甲醛缓释水稻肥料，采用过硫酸铵为引发剂，在制备聚合物的同时引入了酰胺分散液、预处理脲甲醛等。现有技术存在肥料无法满足各类土壤和各种作物的需要，养分在土壤中流失较快等问题。现有技术虽然有将脲甲醛和生物质炭混合作为混合肥料的研究，但是生物质炭的物理化学性质受原料和热裂解过程的影响，不同原料的生物质炭的物理结构和化学性质存在很大的差异，如何找出能提高各类土壤的土质，满足各类作物的营养需要，是如今的研究重点。此外，脲甲醛反应存在反应复杂，成本较高，交联反应过度等问题，如何将脲甲醛反应和生物质炭巧妙的结合制备长效复混肥料也是一个迫切解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种炭基长效复混肥料及其制备方法，其方法克服现有的种植技术的缺陷，通过将猕猴桃剪枝、木材下脚料、牛毛毡、芭茅、向日葵茎叶炭化后与磷酸一铵、硫酸钾混合，以磷酸和高岭土作为催化剂，过氧化二碳酸二异丁酯为引发剂，喷洒脲甲醛反应液，造粒干燥得炭基长效复混肥料，本专利技术炭基长效复混肥料组方科学合理，制备步骤简单易操作，经济性好，缩合反应转化率高，制得的炭基长效复混肥料能满足各类土壤和各种作物的需要。具体地，炭基长效复混肥料由200-300重量份猕猴桃剪枝、200-300重量份木材下脚料、100-200重量份牛毛毡、100-200重量份芭茅、30-50重量份磷酸一铵、20-30重量份硫酸钾、200-300重量份向日葵茎叶、50-80重量份尿素、60-100重量份甲醛、10-16重量份生石灰、3-7重量份过氧化二碳酸二异丁酯、5-9重量份酸性催化剂制成。优选的，炭基长效复混肥料由230-280重量份猕猴桃剪枝、230-280重量份木材下脚料、130-170重量份牛毛毡、130-170重量份芭茅、34-45重量份磷酸一铵、22-28重量份硫酸钾、230-280重量份向日葵茎叶、55-75重量份尿素、70-90重量份甲醛、12-15重量份生石灰、4-6重量份过氧化二碳酸二异丁酯、6-8重量份酸性催化剂制成。最优选的，炭基长效复混肥料由250重量份猕猴桃剪枝、250重量份木材下脚料、150重量份牛毛毡、150重量份芭茅、40重量份磷酸一铵、25重量份硫酸钾、250重量份向日葵茎叶、65重量份尿素、80重量份甲醛、14重量份生石灰、5重量份过氧化二碳酸二异丁酯、7重量份酸性催化剂制成。炭基长效复混肥料制备方法包括如下步骤：(1)将猕猴桃剪枝、木材下脚料、芭茅、向日葵茎叶、牛毛毡放入炭化炉中隔绝空气加热至450-500℃炭化，得炭基质备用；(2)在反应槽中加入生石灰和水，生石灰溶解后加入尿素和甲醛，设置搅拌转速为100-200r/min，反应30-60min，得脲甲醛反应液。(3)将炭基质、磷酸一铵、硫酸钾、酸性催化剂、过氧化二碳酸二异丁酯放入反应池中，均匀喷洒脲甲醛反应液，混合均匀后，将复混肥料浆用泵送入喷浆造粒干燥机中造粒，干燥，得炭基长效复混肥料。优选的，炭基长效复混肥料制备方法包括如下步骤：(1)将猕猴桃剪枝、木材下脚料、芭茅、向日葵茎叶、牛毛毡放入炭化炉中隔绝空气加热至480℃炭化，得炭基质备用；(2)在反应槽中加入生石灰和水，生石灰溶解后加入尿素和甲醛，设置搅拌转速为150r/min，反应45min，得脲甲醛反应液。(3)将炭基质、磷酸一铵、硫酸钾、酸性催化剂、过氧化二碳酸二异丁酯放入反应池中，均匀喷洒脲甲醛反应液，混合均匀后，将复混肥料浆用泵送入喷浆造粒干燥机中造粒，干燥，得炭基长效复混肥料。进一步的，所述的炭基质和水的质量比为1:10-13。进一步的，所述的酸性催化剂由1-3重量份磷酸和5-7重量份高岭土混合制成。进一步的，所述的酸性催化剂由2重量份磷酸和6重量份高岭土混合制成。本专利技术的原理及有益效果：本专利技术通过将猕猴桃剪枝、木材下脚料、牛毛毡、芭茅、向日葵茎叶炭化后与磷酸一铵、硫酸钾混合，以磷酸和高岭土作为催化剂，过氧化二碳酸二异丁酯为引发剂，喷洒脲甲醛反应液，造粒干燥得炭基长效复混肥料，具有如下特点：(1)本专利技术组方科学合理，采用将猕猴桃剪枝、木材下脚料、牛毛毡、芭茅、向日葵炭化作为炭基质，能有效以降低土壤容重，提高土壤pH值，提高土壤团聚性和土壤持水能力，满足各类土壤的需要，还可以吸附和负载肥料养分，延缓肥料在土壤中的释放和降低养分淋失。(2)本专利技术在尿素和甲醛反应过程中采用将生石灰溶于水作为反应溶剂，生石灰溶于水自然放热并生成碱性催化剂氢氧化钙，满足了尿素和甲醛反应的要求，简化了反应的步骤，节约了反应成本。(3)本专利技术长效氮肥聚合反应采用将炭基质和磷酸一铵、硫酸钾混合，以磷酸和高岭土作为催化剂，过氧化二碳酸二异丁酯为引发剂，喷洒脲甲醛反应液聚合，能使反应更加迅速，避免了交联反应过度，使生产的炭基长效复混肥料保水性能大大增加，简化了反应步骤，节约了生产成本，且更适合规模化生产，提高了反应效率和产品质量。本专利技术有益效果考察：本申请人在试验过程中发现，不加入催化剂反应，其反应时间过长，且反应转化不完全，只加入磷酸作为催化剂，反应可立即进行，但是反应太过剧烈，产生暴聚反应，加入磷酸和高岭土混合作为催化剂，反应迅速发生，且反应更加平稳。本专利技术通过以磷酸和高岭土混合作为催化剂，高岭土作为磷酸的载体，加入到反应中，使长效氮肥聚合反应更加迅速，提高了反应效率。本申请人在试验过程中还意外发现，加入过氧化二碳酸二异丁酯作为引发剂，可避免了过度交联反应，提高肥料养分的有效性，使产品的质量品质更优。试验1组分筛选试验试验组1：由250g猕猴桃剪枝、250g木材下脚料、150g牛毛毡、150g芭茅、40g磷酸一铵、25g硫酸钾、250g向日葵茎叶、65g尿素、80g甲醛、14g生石灰、5g过氧化二碳酸二异丁酯、15g高岭土、4g磷酸制得的炭基长效复混肥料。试验组2：由250g猕猴桃剪枝、250g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭基长效复混肥料，其特征在于，由200‑300重量份猕猴桃剪枝、200‑300重量份木材下脚料、100‑200重量份牛毛毡、100‑200重量份芭茅、30‑50重量份磷酸一铵、20‑30重量份硫酸钾、200‑300重量份向日葵茎叶、50‑80重量份尿素、60‑100重量份甲醛、10‑16重量份生石灰、3‑7重量份过氧化二碳酸二异丁酯、5‑9重量份酸性催化剂制成。

【技术特征摘要】
1.一种炭基长效复混肥料，其特征在于，由200-300重量份猕猴桃剪枝、200-300重量份木材下脚料、100-200重量份牛毛毡、100-200重量份芭茅、30-50重量份磷酸一铵、20-30重量份硫酸钾、200-300重量份向日葵茎叶、50-80重量份尿素、60-100重量份甲醛、10-16重量份生石灰、3-7重量份过氧化二碳酸二异丁酯、5-9重量份酸性催化剂制成。2.根据权利要求1所述的炭基长效复混肥料，其特征在于，由230-280重量份猕猴桃剪枝、230-280重量份木材下脚料、130-170重量份牛毛毡、130-170重量份芭茅、34-45重量份磷酸一铵、22-28重量份硫酸钾、230-280重量份向日葵茎叶、55-75重量份尿素、70-90重量份甲醛、12-15重量份生石灰、4-6重量份过氧化二碳酸二异丁酯、6-8重量份酸性催化剂制成。3.根据权利要求1所述的炭基长效复混肥料，其特征在于，由250重量份猕猴桃剪枝、250重量份木材下脚料、150重量份牛毛毡、150重量份芭茅、40重量份磷酸一铵、25重量份硫酸钾、250重量份向日葵茎叶、65重量份尿素、80重量份甲醛、14重量份生石灰、5重量份过氧化二碳酸二异丁酯、7重量份酸性催化剂制成。4.一种炭基长效复混肥料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将猕猴桃剪枝、木材下脚料、芭茅、向日葵茎叶、牛毛毡放入炭化炉中隔绝空气加热至...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪东远，周昌平，王瑶，陈思帆，陈文兴，田娟，虞江，
申请(专利权)人：贵州省化工研究院，贵州省五谷惠生态农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52