技术领域
[0001] 本
发明涉及
复合肥，具体涉及含钙高的生物炭肥及其制备方法。
背景技术
[0002] 不论是在粮食作物还是在经济作物的种植领域，长久以来就采用
施肥的手段来提高作物产量和
质量。从最早的施用农家
有机肥到施用无机肥，再到施用有机无机复合肥。施肥种类、施肥量及配比等对粮食作物或经济作物产量和质量都有很大的影响。传统的
肥料尤其是有机无机复合肥虽然在提高作物产量方面起到了不错的效果。但是，传统的肥料存在成分和养分配比不合理，几乎不能恢复
土壤肥
力、改善土壤结构，甚至还会产生
副作用，造成土壤板结等。
[0003]
复合肥料是指含有两种或两种以上
营养元素的化肥，复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点，对于平衡施肥，提高肥料利用率，促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。
[0004] 生物炭是生物有机材料(
生物质)在缺
氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质
能源、
土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化
碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、
水源
净化、重金属
吸附和土壤改良等，可在一定程度上为
气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它
农作物废物碳化而成。生物炭虽可作为肥料，但其微孔结构较少、
比表面积较低，且保留的营养元素包括微量元素较少，因此使用时一般需要添加其他肥料。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供含钙高的生物炭肥及其制备方法。
[0006] 实现本发明目的的技术方案为：
[0007] 一种含钙高的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
[0008] 生物质原料70-90份，人畜
粪便30-40份，添加剂20-30份。
[0009] 其中，所述生物质原料为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、
棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、
甘蔗渣、
果皮、菜叶菜帮、等外果、残次果、树木残枝、木屑中的一种或两种以上的混合物，
含水量控制在8-10％。
[0010] 所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干或烘干，
粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在18-20％。
[0011] 所述添加剂为虾皮和海带的混合物，粉碎干燥而成。
[0012] 上述含钙高的生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
[0013] (1)将生物质原料干燥、粉碎成粉末，备用；
[0014] (2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；
[0015] (3)将制备好的添加剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，获得混合物2；
[0016] (4)以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰20-30进行混合，得到
混合液；再将步骤(3)中所得的混合物2放入混合液中浸渍，其中混合物2和高锰酸盐的质量比为2-5︰1，浸渍处理时间为4-16小时，得混合物3；
[0017] (5)将经步骤(4)处理后的混合物3放入
热解物料仓，仓内填充率大于80％，将物料仓加热至150-180℃，并保温20-40分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；
[0018] (6)将经步骤(5)处理后的混合物送入裂解设备中，升温240-260℃，保持该
温度10-12分钟，然后在5分钟内升温至460-480℃，并保持该温度3-4h，然后在3-5分钟内急冷至
150-180℃，保持该温度30-50分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的含钙高的生物炭肥。
[0019] 本发明的优点为：本发明的生物炭具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；使用人畜粪便和生物质混合物作为主要原料，较仅利用生物质作原料获取的生物炭肥含有更丰富的氮、磷、
钾和微量元素。作为低成本非化学肥料，本发明产品可以为
有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施，在有效处理了人畜粪便和生物质的同时，比传统生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范围内代替化肥施用，具有工业化推广的前景，以及显著的经济效益、环境效益和社会效益。
具体实施方式
[0020] 以下结合
实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
[0021] 实施例1
[0022] 一种含钙高的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
[0023] 生物质原料70份，人畜粪便30份，添加剂20份。
[0024] 其中，所述生物质原料为玉米秸秆、棉花秸秆、玉米芯、豆壳、果壳、甘蔗渣、树木残枝、木屑的混合物，含水量控制在8％。
[0025] 所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在18％。
[0026] 所述添加剂为虾皮和海带的混合物，粉碎干燥而成。
[0027] 上述吸附性能高的生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
[0028] (1)将生物质原料干燥、粉碎成粉末，备用；
[0029] (2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；
[0030] (3)将制备后的草木灰加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，获得混合物2；
[0031] (4)以高锰酸钠为处理剂，将高锰酸钠和水按固液比为1︰20进行混合，得到混合液；再将步骤(3)中所得的混合物2放入混合液中浸渍，其中混合物2和高锰酸盐的质量比为2︰1，浸渍处理时间为4小时，得混合物3；
[0032] (5)将经步骤(4)处理后的混合物3放入热解物料仓，仓内填充率82％，将物料仓加热至150℃，并保温20分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；
[0033] (6)将经步骤(5)处理后的混合物送入裂解设备中，升温240℃，保持该温度10分钟，然后在5分钟内升温至460℃，并保持该温度3h，然后在3分钟内急冷至150℃，保持该温度30分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的高吸附性能生物炭肥。
[0034] 所得到的生物炭肥的比表面积为625m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少62％，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少37％，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中
固化。
[0035] 实施例2
[0036] 一种含钙高的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
[0037] 生物质原料80份，人畜粪便35份，添加剂25份。
[0038] 其中，所述生物质原料为棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、花生壳、豆壳、果壳、甘蔗渣的混合物，含水量控制在9％。
[0039] 所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干或烘干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在19％。
[0040] 所述添加剂为虾皮和海带的混合物，粉碎干燥而成。
[0041] 上述含钙高的生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
[0042] (1)将生物质原料干燥、粉碎成粉末，备用；
[0043] (2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；
[0044] (3)将制备好的添加剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，获得混合物2；
[0045] (4)以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰25进行混合，得到混合液；再将步骤(3)中所得的混合物2放入混合液中浸渍，其中混合物2和高锰酸盐的质量比为3︰1，浸渍处理时间为10小时，得混合物3；
[0046] (5)将经步骤(4)处理后的混合物3放入热解物料仓，仓内填充率85％，将物料仓加热至165℃，并保温30分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；
[0047] (6)将经步骤(5)处理后的混合物送入裂解设备中，升温250℃，保持该温度11分钟，然后在5分钟内升温至470℃，并保持该温度3.5h，然后在4分钟内急冷至165℃，保持该温度40分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的含钙高的生物炭肥。
[0048] 所得到的生物炭肥的比表面积为650m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少65％，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少39％，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。
[0049] 实施例3
[0050] 一种含钙高的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：
[0051] 生物质原料90份，人畜粪便40份，添加剂30份。
[0052] 其中，所述生物质原料为棉花秸秆、玉米芯、棉籽壳、稻壳、残次果、树木残枝、木屑的混合物，含水量控制在10％。
[0053] 所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干或烘干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在20％。
[0054] 所述添加剂为虾皮和海带的混合物，粉碎干燥而成。
[0055] 上述含钙高的生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：
[0056] (1)将生物质原料干燥、粉碎成粉末，备用；
[0057] (2)将人畜粪便放入上述生物质原料中，搅拌均匀，得到混合物1；
[0058] (3)将制备好的添加剂加入上述生物质原料与人畜粪便的混合物中，搅拌均匀，获得混合物2；
[0059] (4)以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰30进行混合，得到混合液；再将步骤(3)中所得的混合物2放入混合液中浸渍，其中混合物2和高锰酸盐的质量比为5︰1，浸渍处理时间为16小时，得混合物3；
[0060] (5)将经步骤(4)处理后的混合物3放入热解物料仓，仓内填充率90％，将物料仓加热至180℃，并保温40分钟，利用产生的水蒸气将仓内残留空气充分排出；
[0061] (6)将经步骤(5)处理后的混合物送入裂解设备中，升温260℃，保持该温度12分钟，然后在5分钟内升温至480℃，并保持该温度4h，然后在5分钟内急冷至180℃，保持该温度50分钟，使物料充分完成碳化后自然冷却，得到所述的含钙高的生物炭肥。
[0062] 所得到的生物炭肥的比表面积为700m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少68％，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少42％，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。
[0063] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
