[發明專利]一種磷酸氫二銨緩釋肥的制備方法

無效

• 申請號: 201110313714.4
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102503721A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 石文;趙亞平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C05G3/04
• 分類號: C05G3/04;C05G3/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于緩釋肥料技術領域，尤其是涉及一種磷酸氫二銨緩釋肥的制備方法。

背景技術

聯合國糧農組織(FAO)的統計表明，20世紀世界糧食增產的40％～60％來自于肥料的貢獻(張毓鐘，1987)。我國是農業大國，肥料使用量巨大，但肥料的利用率卻很低。統計表明，我國氮肥利用率平均為30％～40％，磷肥為10％～25％，鉀肥為35％～60％。其中氮的損失特別嚴重，不僅造成直接的經濟損失，而且部分地區因過度施肥引起環境污染，出現地表富營養化、地下水和素菜中硝態氮含量超標、氧化亞氮排放量增加等問題。緩釋肥的出現在一定程度上提高了肥料的利用率，減輕了施肥對環境的破壞。

緩釋肥料是采用一定工藝條件，使肥料的養分釋放速率慢于常規肥料的一種新型肥料。緩釋肥料可分為下列四類：(1)微溶于水的合成有機氮化合物，如尿素與甲醛反應生成的脲醛肥料(UF)、異丁烯叉二脲(IBDU)、丁烯叉二脲(CDU)等。(2)微溶或難溶性無機肥料，如磷酸氫鈣、部分酸化磷礦粉、鈣鎂磷肥、二價金屬磷酸按鉀鹽等。(3)加工過的天然有機肥料，如氨化腐植酸肥料、動(植)物加工過程中的副產品、干燥的活性污泥等農業廢棄物加工的肥料屬于此類。(4)包膜(包裹)型肥料，包括硫包膜尿素(SCU)、熱固性聚合物包膜肥料、熱塑性聚合物包膜肥料，“肥包肥”型的包裹肥料。此外，天然礦物吸附肥料養分得到的肥料也被認為是緩釋肥料，如沸石、斜發沸石、鈣十字沸石等。緩釋肥有其自身的優點，但也存在諸多缺點，如包膜肥料的成本較高；包膜材料基本以樹脂為主，樹脂材料進入土壤很難降解，降解周期30～50年，連年施用將對土壤造成污染；硫包膜肥料的施用會增加土壤酸度等。最近一些可降解的包膜緩釋肥料也被廣泛研究，如中國發明專利CN101244966A、CN101062878A、CN101033160A、CN101759498A等公開了生物可降解型的緩釋肥料及其制備方法，但這些材料與技術依然沒有解決成本高、土壤酸化、土壤板結、土壤污染等問題。

生物質的資源化利用是目前國內外的研究熱點。利用生物質水熱液化技術可以得到一系列的產品，其中生物碳的產率大概占原料的1/5～1/3，因此開發不同的生物碳產品，擴大其用途具有重要意義。研究表明生物碳具有改善土壤結構、保持土壤營養物等作用。中國專利CN101818067A公布了一種“生物碳土壤改良劑及其制備方法”，制備的生物碳具有改良土壤理化性質，提高有機質含量的作用，除此之外，生物碳還具有極強的吸附性能，能作為吸附基質使用。因此，生物碳是制備緩釋肥優良的材料。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種工藝流程簡單，易于工業化生產，單位重量生物碳磷酸氫二銨吸附量高的磷酸氫二銨緩釋肥的制備方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種磷酸氫二銨緩釋肥的制備方法，其特征在于，首先通過水熱法制備生物碳，然后用生物碳吸附磷酸氫二銨，最后在生物碳上形成海藻酸鈣膜，得到磷酸氫二銨緩釋肥。

所述的方法具體包括以下步驟：

1)生物碳的制備：將生物質與水按照(5-60)∶100的重量比放入高壓反應釜，密閉，然后加熱到200-400℃，保持5-60min，然后快速降溫，得到生物碳；

2)磷酸氫二銨的吸附：常溫下配制磷酸氫二銨的飽和水溶液，將生物碳放入磷酸氫二銨的飽和水溶液中，吸附1-4h，過濾，生物碳的加入量為(0.05-0.5)g生物碳/1ml磷酸氫二銨的飽和水溶液；

3)生物碳包膜：將吸附了磷酸氫二銨的生物碳加入到海藻酸鈉水溶液中，充分攪拌，所得混合物通過噴嘴噴入氯化鈣溶液中，即可得到球狀的顆粒，所述的生物碳與海藻酸鈉溶液、氯化鈣溶液的質量比為1∶20∶20；4)干燥：將步驟(3)所得顆粒放入80℃的烘箱中干燥5h，即制得生物碳吸附的緩釋肥。

步驟(1)所述的生物質包括秸稈、木屑、稻殼或松枝等植物廢棄物。

步驟(1)所述的快速降溫是指將高壓反應釜的溫度從200-400℃在5-30min降至25℃。

步驟(3)所述的海藻酸鈉水溶液的濃度為1wt％-3wt％，氯化鈣溶液的濃度為5wt％。

所述的水熱法是指用具有一定溫度一定壓力的水液化水解生物質原料，制備得到液體燃料的一種方法，生物碳是其副產品。