一種長效腐植酸磷肥的制備方法

一、基本信息

1.專利號：ZL200210002185.7。

2.發明人：武麗萍、郎春梅、成紹鑫。

3.專利權人：中國科學院山西煤炭化學研究所。

4.授權時間：2005年8 月3 日。

5.技術領域：本發明屬于緩釋肥料，具體地說涉及一種長效腐植酸磷肥的制備方法。

二、發明內容

本發明提供一種低成本，應用效果穩定的長效腐植酸磷肥的制備方法。

本發明的長效腐植酸磷肥，其主要成分重量百分比為：水分3%～5%、灰分34%～63%、腐植酸含量7%～54%、有效磷含量9%～25%。

本發明長效腐植酸磷肥的制備按照如下步驟進行：

（1）將粉碎40 目至80 目的含腐植酸原料煤、促進劑、絡合劑、速效磷肥與水以10～90∶0.5～10∶0.1～2∶10～90∶50～200的重量比例混合，在50～120 ℃反應0.5～5 h；

（2）上述反應物經濃縮至水分小于50%后，干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。

如上所述的含腐植酸原料是泥炭、褐煤、風化煤等，其腐植酸含量至少要達到40%（干基），最好為60%以上。

如上所述的促進劑是重量百分比濃度為5%～10%的氨水、2%～20%的碳銨水溶液的混合物或氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鐵的一種或其混合物。

如上所述的絡合劑可以是硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸錳的一種或其混合物。

如上所述的速效磷肥可以是過磷酸鈣、磷酸二氫銨或磷酸氫二銨。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

（1）采用低級別煤（泥炭、褐煤和風化煤）腐植酸與速效磷肥進行化學反應的工藝路線，其工藝簡單，成本低廉。

（2）由于腐植酸中活潑的含氧官能團與磷肥的有效結合并形成了HA-P 復合物，使得相當一部分水溶磷轉化為枸溶磷，而且增加了反應產物中的總有效磷含量，克服了普通速效磷肥易于被土壤固定、磷利用率低的缺點，從根本上實現了磷肥的長效化。

（3）本發明產品中有較多的枸溶磷，由于枸溶磷不容易被土壤固定，從而延長對植物供磷的時間，因此極大提高了磷肥的利用率。

（4）本發明由于腐植酸的加入，還克服了普通磷肥易吸濕和結塊的弊端。

（5）在施肥量相同或減少的情況下，HA-P比相應普通磷肥增產10%左右，磷利用率提高10 個百分點。

（6）由于腐植酸的協同效應，使得本產品還具有活化土壤中難溶磷、改良土壤理化性質、改善作物品質、增強作物抗逆性能等優點。

（7）本發明的產品除單獨作為長效磷肥使用外，還可作為高濃度多元素復混及摻混肥料的主要組分。

具體實施方式：

實施例1

取風化煤20 g，與5%氨水和2%碳銨水溶液的混合液3 mL、硫酸亞鐵0.2 g、過磷酸鈣180 g、水400 mL 混合攪勻，在50 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分4.5，灰分67.8，腐植酸7，有效磷含量20.7。

實施例2

取泥炭50 g，與氫氧化鈉和氫氧化鐵的混合物（重量比1∶1）5 g，硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅的混合物（重量比1∶1∶2）0.3 g，磷酸二氫銨50 g，水200 mL 混合攪勻，在100 ℃反應2 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分3.5，灰分34.7，腐植酸36.3，有效磷含量25.5。

實施例3

取褐煤70 g，與氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合物（重量比1∶1）7 g、硫酸錳2 g、磷酸氫二銨30 g、水400 mL 混合攪勻，在80 ℃反應2 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分3.2，灰分36.8，腐植酸42.4，有效磷含量17.6。

實施例4

取泥炭80 g，與5%氨水和2%碳銨水溶液的混合液5 mL、氫氧化鈉7 g、硫酸鋅0.8 g、磷酸二氫銨20 g、水500 mL 混合攪勻，在120 ℃反應1 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分3.8，灰分29.6，腐植酸53.4，有效磷含量13.2。

實施例5

取褐煤30 g，與氫氧化鉀1.5 g，硫酸亞鐵、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸錳的混合物（重量比1∶1∶1∶1）0.3 g，過磷酸鈣70 g、水200 mL混合攪勻，在100 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分4.3，灰分58.9，腐植酸18.6，有效磷含量18.2。

實施例6

取風化煤90 g，與氫氧化鐵7%、硫酸鋁1.2 g、磷酸氫二銨10 g、水300 mL 混合攪勻，在90 ℃反應1.5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分3.8，灰分33.6，腐植酸53.4，有效磷含量9.2。

實施例7

取風化煤40 g、氫氧化鉀和氫氧化鐵的混合物（重量比1∶1）3 g、硫酸錳和硫酸鋅的混合物2 g、過磷酸鈣60 g、水250 mL 混合攪勻，在80 ℃反應4 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分4.2，灰分48.6，腐植酸24.6，有效磷含量22.6。

實施例8

取泥炭30 g、氫氧化鉀3 g、硫酸亞鐵1 g、過磷酸鈣70 g、水300 mL 混合攪勻，在120 ℃反應5 h，濃縮干燥，制成長效腐植酸磷肥產品。其有效成分（重量百分比）為水分3.6，灰分53.1，腐植酸18.4，有效磷含量24.9。

取實施例1、2、3、4、5、6、7、8 制備的長效腐植酸磷肥產品，與普通過磷酸鈣對比。在400 g土中按等磷量（500 mg P2O5/kg 土）分別混入并置于500 mL的玻璃燒杯中，每5 天攪動并等量淋水一次，使土壤中的水分接近田間狀態，室溫下培養60 天，測定土壤中的有效P2O5含量及各種磷肥抑制土壤對磷的固定作用。試驗結果見表1。

表1 各種磷肥在土壤中培養60 天后有效磷及其固定率的測定結果

三、背景技術

磷是農作物生長發育所必需的三大元素之一。磷肥的合理施用已成為確保作物產量和提高農業生產效益的重要因素。但是，由于土壤對磷的固定，導致作物對磷肥的利用率極低，其速效（水溶）磷施入土壤后一般7 天內大部分轉化成無效磷。此外，還有部分磷溶于水體，導致水體富營養化，惡化人類和生物生存環境。因此，減少磷的固定和損失，提高磷肥利用率和肥效，已成為當今化肥和農學界競相研究的熱點和難點。磷肥的長效緩效化是解決這一難題的關鍵措施。

國內外大量研究表明，煤基腐植酸是一種廉價有效的化肥增效劑，對于減少氮和鉀的流失、抑制磷的固定有明顯作用，而對磷肥的作用尤其引起人們的普遍關注。上世紀50年代初，日本學者已發現腐植酸有抑制磷肥固定的作用，我國學者也做了大量的試驗研究，證明土壤中添加各種腐植酸鹽均減少了土壤對磷的固定。

目前，有關長效腐植酸磷肥制備的專利文獻及報道很多，主要采用以下2 種方法：（1）腐植酸或其鹽類與速效磷肥混合造粒，制成顆粒肥料。日本牧田三郎（日特許公報，49-123849）曾用硝基黃腐酸（NFA）與過磷酸鈣混合造粒，認為NFA 阻止了水溶性磷與金屬離子的作用，使得磷肥品質穩定，肥效提高。烏茲別克（USSR 359247）也曾用15%～17%的腐植酸銨（HA-NH4）與普鈣或重鈣混合制造顆粒肥料。我國上世紀70年代以來也是用這種方法生產HA-P的。前蘇聯（SU 139328）曾在普鈣粉末上噴淋腐植酸鈉溶液后進行造粒。日本專利（日特許公報）披露：腐植酸與磷銨加熱加壓反應制成緩效型HA-NP 復合肥，但未見工業化的報道。（2）HA-NPK 及多元素顆粒復混肥料。近年來我國和日本公布過此類專利，證明施用上述產品后，可減少磷的固定，提高磷的利用率和作物產量。但是，這類簡單機械混合型的單質和復混肥至今仍處于粗放狀態，工藝落后，應用效果不夠穩定，經濟上也未完全過關。有關腐植酸與磷肥化學反應制備有機復合磷肥的工藝，至今未見報道。

發明人簡介：武麗萍，女，1965年生，遼寧省營口市人，中共黨員，中國科學院山西煤炭化學研究所研究員、腐植酸課題組組長。主要研究方向：煤基腐植酸制備技術研發及工程化示范；不同來源腐植酸組成結構及應用性能；系列腐植酸標準制定研究等。電話：13509 717395；郵箱：wulp10@163.com。