技术领域
[0001] 本
发明涉及复合生态肥的制备领域,尤其是涉及一种无机-有机复合生态肥的制备方法。
背景技术
[0002] 近年来,我国的农业生产发展迅速。
农作物生长需要必须的
营养元素,离不开
肥料。通常,优质的
土壤中含有各种营养元素,能满足大部分
植物的生长所需。但随着土壤的过度利用,及
水土流失,
土壤污染等情况越来越严重,土壤中有效的营养成分越来越少,不能满足农作物增产、增收、防病、防虫等要求。因此,对土壤施加更多的肥料成为农业种植中不可或缺的环节。
[0003]
无机肥料主要是矿质肥料,由无机盐形成。其具有成分单纯,养分含量高,肥效快,使用方便等特点。无机肥料主要通过化学方法制得。我国农民使用肥料时,常常重化肥,轻
有机肥,重氮磷肥,轻
钾肥,重大量元素,轻中微量元素,因此化肥的利用率较低,生产成本较高,还会产生一些环境问题。使用天然
矿石制得的矿物肥,能有效改良土壤,提高肥效,改善产品品质。然而,无机肥虽见效快,但肥效持续时间短的特点仍然难以解决。
[0004] 有机肥料是发展生态农业的前提,生态农业是生态食品的保证。我国对有机肥的生产和应用十分重视。有机肥料对土壤的结构、土壤中的养分、
能量、酶、水分、透气性和
微生物活性有着重要的影响。有机肥料含有多种营养成分,对植物的养分供给缓慢而持久,后效时间长。但有机肥的养分含量低,不易降解,肥效缓慢,不能及时满足作物的需求。尤其是作物在较为危急的生存阶段,有机肥的见效时间不能满足作物对病虫害的抵御。
[0005] 无机-有机
复合肥的有机质部分是以动植物残体为主,经过
发酵并腐熟,能够为作物提供有机营养元素。通过调节有机质和无机肥的比例,能得到适应相应作物的氮磷钾均衡含量,同时有机质中的有益菌还能起到固氮、解磷、解钾的作用,促进对无机部分的氮磷钾的吸收。菌类的代谢产物也具有很高的养分。同时,复合肥中含有的中微量元素及多肽多酶等,使营养更加全面。可见,无机-有机复合肥既具有无机肥见效快,营养元素含量大的优点,也具有有机肥缓释性好,肥效持久,营养全面的优势。
[0006] 由上可见,研究无机-有机复合肥具有很大的现实意义。但常见的无机-有机复合肥的养分的比例较为固定,难以满足不同种类土壤和作物的需要。且各种组分的运动速率和吸收速率不同,被保持和被流失的养分含量不同,难以实现技术控制。研究有效成分较高,养分保持性好,缓释速率可控的无机-有机复合肥成为农业发展的一个新课题。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种无机-有机复合生态肥的制备方法,解决
现有技术中见效慢,肥效持续时间短,养分流失等问题。
[0008] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种无机-有机复合生态肥的制备方法,其特征在于主要由以下重量份的组分作为原料:
酒糟15~30份,米糠15~30份,
污泥10~20份,钾
长石10~30份,
磷灰石10~30份。
[0009] 优选的,所述酒糟为富含
氨基酸,可持续发酵的酿酒直接下脚料;所述米糠为富含多种营养素及生物活性物质的稻谷加工副产品,为
粗蛋白含量不少于11%、粗
纤维含量低于8%、粗灰分含量低于10%的三级米糠;所述污泥为污
水处理过程产生的固体沉淀,为
活性污泥或腐殖污泥;所述钾长石为
氧化钾含量高于9%、氧化镁及
氧化钙含量低于2%、氧化钠含量低于3%的单斜晶体,尺寸不大于50mm;所述磷灰石为含钙的氟磷灰石,尺寸不大于50mm。
[0010] 分为以下四个阶段进行制备:无机矿石
研磨阶段;无机矿石可溶性处理阶段;无机-有机物高速混合阶段;混合物螺杆挤出及
造粒阶段。
[0011] 优选的,所述无机矿石研磨阶段的具体操作方法为,将钾长石或磷灰石加入立式磨粉机,并加入十六醇及甘油后研磨,得到目数为80~350的成品。
[0012] 优选的,所述研磨工艺中,入磨
风温低于350℃,出磨风温为65~95℃。
[0013] 优选的,所述十六醇的加入量为矿石重量的2~5%;所述甘油的加入量为矿石重量的1~3%。
[0014] 优选的,所述无机矿石可溶性处理阶段的具体操作方法为,用氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,使其中的氧化钾和部分
二氧化硅成为可溶性;用氯化氢溶液处理磷灰石粉末,得到
水溶性磷酸盐。
[0015] 优选的,所述氢氧化钾溶液的
质量分数为10~15%;所述氯化氢溶液的质量分数为10~15%;所述氢氧化钾溶液的加入量为矿石重量的20~30%;所述氯化氢溶液的加入量为矿石重量的20~30%。
[0016] 优选的,所述无机-有机物高速混合阶段的具体操作方法为,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与酒糟、米糠及污泥混合,并加入
硬脂酸,进入高速混合机中,混合均匀后导出。
[0017] 优选的,所述混合工艺中,升温
温度为70~90℃,混合时间为20~30min。
[0018] 优选的,硬脂酸的加入量为混合物总重量的3~6%。
[0019] 优选的,所述混合物螺杆挤出及造粒阶段的具体操作方法为,将混合物加入双螺杆
挤出机中,高温挤出,冷却后造粒。
[0020] 优选的,所述螺杆挤出工艺中,螺杆转速为80~120r/min,加热温度为第一段为120~140℃,第二段为140~160℃,第三段为130~150℃,第四段为120~140℃。
[0021] 本发明先使用立式磨粉机,在十六醇及甘油的润滑下,将钾长石及磷灰石研磨成粉末状。然后对矿石粉末进行可溶性处理。在氢氧化钾溶液的作用下,钾长石的成分变为K2O·Al2O3·SiO2·xH2O,其中的氧化钾能被植物吸收,且不易流失,部分
二氧化硅也为可溶性的,其肥效具有缓释性。而磷矿粉在
无机酸氯化氢溶液的作用下,得到水溶性磷肥及磷酸盐,如过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵、
硝酸磷肥等。然后将无机矿粉与富含有机质的酒糟、米糠、污泥在高速混合机中升温混合。在此过程中加入的硬脂酸,其一端为亲无机基团,一端为有机长链。在无机-有机混合体系中,硬脂酸起到一定的促容作用,使得体系中各组分的混合更为均匀,并形成一定的化学键合作用。体系中加入的污泥,其
粘度较大,在高速混合作用下,借助硬脂酸的作用,将其他组分包覆并稳定分散,形成肥包肥包裹型缓释肥料。最后,混合物通过双
螺杆挤出机,挤出造粒后即可得到
含水量较低的无机-有机复合生态肥。与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明中使用的原材料来源广泛,价格低廉,生产过程简单,可实现连续性生产。且正常的生产过程对环境几乎不产生污染,
能源消耗较低,后续处理简单,具有环境友好性。
[0022] (2)本发明得到的复合生态肥具有良好的缓释性。一是由于有机质的降解需要一定的时间,且无机组分与有机组分之间通过硬脂酸为
桥梁,形成了一定的化学键合;二是由于污泥的粘度较大,能将其他组分较好地包覆,形成肥包肥结构,减小了各组分与土壤的直接
接触;三是经过处理的钾长石粉末形成了水合结构,使得氧化钾既能被溶
解吸收,又能被有效
吸附。
[0023] (3)本发明使用的酒糟及米糠养分含量高,富含多种氨基酸、维生素及微量元素。使用的活性污泥或腐殖污泥含有大量的活性物质,其中的有机残片及菌体对酒糟和米糠的后续发酵起到促进作用。且有机质的存在,对改善土壤具有很大的积极作用。
[0024] (4)本发明中使用的钾长石富含钾、镁、钙、
铝、硅等离子,磷灰石富含磷、钙、氟、锰等元素。矿石粉末的有效成分溶于水后,能被植物有效吸收,不但为植物生长提供必需的营养,且能有效防病防虫,提高作物产量。
[0025] (5)本发明将无机肥及有机肥通过一定工艺混合得到的
复合肥料,其肥效具有协同作用,能在低于传统肥料使用量的情况下,获得较好的肥效。
具体实施方式
[0026] 以下所述具体实施方式,仅是本发明的较佳
实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如下,然而并非用以限定本发明,任何在不脱离本发明技术方案范围内,利用下述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以下实施例所作的任何简单
修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
[0027] 实施例1无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将10kg钾长石加入立式磨粉机,加入0.4kg十六醇及0.2kg甘油,在300℃的入磨风温及70℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将10kg磷灰石加入立式磨粉机,加入0.4kg十六醇及0.2kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。然后用2.5kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用2.5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与30kg酒糟、
30kg米糠、20kg污泥混合,并添加 4kg硬脂酸,加入高速混合机,升温至80℃,搅拌混合
20min。出料后将混合物引入
双螺杆挤出机,设置螺杆转速为100r/min,加入温度设置第一段为125℃,第二段为145℃,第三段为135℃,第四段为120℃。挤出造粒后即得到以有机
生物质酒糟、米糠、污泥及无机钾长石、磷灰石为主要原料的无机-有机复合生态肥。
[0028] 实施例2无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将20kg钾长石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在320℃的入磨风温及70℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将10kg磷灰石加入立式磨粉机,加入0.4kg十六醇及0.2kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。然后用5kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用2.5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与25kg酒糟、25kg米糠、20kg污泥混合,并添加 5kg硬脂酸,加入高速混合机,升温至80℃,搅拌混合20min。出料后将混合物引入双螺杆挤出机,设置螺杆转速为100r/min,加入温度设置第一段为125℃,第二段为145℃,第三段为135℃,第四段为120℃。挤出造粒后即得到以有机生物质酒糟、米糠、污泥及无机钾长石、磷灰石为主要原料的无机-有机复合生态肥。
[0029] 实施例3无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将10kg钾长石加入立式磨粉机,加入0.4kg十六醇及0.2kg甘油,在300℃的入磨风温及80℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将20kg磷灰石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。然后用2.5kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与20kg酒糟、30kg米糠、20kg污泥混合,并添加4kg硬脂酸,加入高速混合机,升温至80℃,搅拌混合20min。出料后将混合物引入双螺杆挤出机,设置螺杆转速为100r/min,加入温度设置第一段为125℃,第二段为145℃,第三段为135℃,第四段为120℃。挤出造粒后即得到以有机生物质酒糟、米糠、污泥及无机钾长石、磷灰石为主要原料的无机-有机复合生态肥。
[0030] 实施例4无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将20kg钾长石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在320℃的入磨风温及80℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将20kg磷灰石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。然后用5kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与20kg酒糟、20kg米糠、20kg污泥混合,并添加 5kg硬脂酸,加入高速混合机,升温至80℃,搅拌混合20min。出料后将混合物引入双螺杆挤出机,设置螺杆转速为100r/min,加入温度设置第一段为125℃,第二段为145℃,第三段为135℃,第四段为120℃。挤出造粒后即得到以有机生物质酒糟、米糠、污泥及无机钾长石、磷灰石为主要原料的无机-有机复合生态肥。
[0031] 实施例5无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将25kg钾长石加入立式磨粉机,加入1kg十六醇及0.5kg甘油,在300℃的入磨风温及90℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将20kg磷灰石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。
然后用6kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与20kg酒糟、25kg米糠、
10kg污泥混合,并添加 4kg硬脂酸,加入高速混合机,升温至80℃,搅拌混合20min。出料后将混合物引入双螺杆挤出机,设置螺杆转速为100r/min,加入温度设置第一段为125℃,第二段为145℃,第三段为135℃,第四段为120℃。挤出造粒后即得到以有机生物质酒糟、米糠、污泥及无机钾长石、磷灰石为主要原料的无机-有机复合生态肥。
[0032] 实施例6无机-有机复合生态肥制备方法:首先,将20kg钾长石加入立式磨粉机,加入0.8kg十六醇及0.4kg甘油,在320℃的入磨风温及90℃的出磨风温下研磨,得到钾长石粉末。将30kg磷灰石加入立式磨粉机,加入1.2kg十六醇及0.6kg甘油,在同样条件下研磨,得到磷灰石粉末。然后用5kg质量分数为10%的氢氧化钾溶液处理钾长石粉末,用7.5kg质量分数为10%的氯化氢溶液处理磷灰石粉末。然后,将处理后的钾长石粉末、磷灰石粉末与15kg酒糟、20kg