一种肥料组合物及其制法.pdf

本发明提供了一种肥料组合物及其制法，具体地说是提供了一种应用制浆造纸回收的木质素作为肥料组分的复合肥料及其制备方法。本发明有效的利用了制浆造纸产生的木质素，将其作为肥料的主要组分，通过与其他有效肥分进行复配，协同发挥作用；同时木质素具有保持土壤结构疏松，能够有效控制水分，利于保墒。各组分经过破碎、烘干、氧化、混合、搅拌、造粒，得到本发明所述的肥料，不仅为造纸废物提供了很好的处理方式，而且本发明所述肥料还具有意想不到的抑制虫害效果。

1、  一种肥料组合物，通过粉碎、混合、搅拌、造粒、烘干、冷却、筛分制得，其特征在于所述的组合物含有如下重量份的组分：
木质素                              35-80％
氮肥                                1-25％
磷肥                                1-25％
钾肥                                1-5％
其他作物所需要的中微量元素          0.5-10％
上述组分当中的中微量元素可以是铁、铜、锰、锌、硼酸盐。

2、  根据权利要求1所述的组合物，其特征在于其中的氮肥优选尿素和/或磷肥优选磷酸一铵和/或钾肥优选硫酸钾。

3、  根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于所述的组合物含有如下重量份的组分：
木质素                                 35-65％
尿素                                   15-25％
磷酸一铵                               15-25％
硫酸钾                                 1-3％
其他作物所需要的中微量元素             1-3％。

4、  一种肥料组合物的制备方法，包括各组分粉碎、混合、搅拌、造粒、烘干、冷却、筛分等步骤，其特征在于木质素粉碎后，在180-250℃下进行烘干氧化；烘干过程中，当木质素由皮带送入干燥机后，控制木质素在半个小时内升温至180℃，然后在30分钟的时间内，使木质素线性升温至200℃，保持30-40分钟之后，控制在70-80分钟内，使木质素线性升温至250℃，然后保持250℃直至木质素含水量为6-8％时，烘干氧化过程结束。

5、  根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的组合物含有如下重量份的组分：
木质素                              35-80％
氮肥                                1-25％
磷肥                                1-25％
钾肥                                1-5％
其他作物所需要的中微量元素    0.5-10％
上述组分当中的中微量元素可以是铁、铜、锰、锌、硼酸盐。

6、  根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于其中的氮肥优选尿素和/或磷肥优选磷酸一铵和/或钾肥优选硫酸钾。

7、  根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述的组合物含有如下重量份的组分：
木质素                         35-65％
尿素                           15-25％
磷酸一铵                       15-25％
硫酸钾                         1-3％
其他作物所需要的中微量元素     1-3％。

一种肥料组合物及其制法
技术领域：
本发明涉及一种肥料组合物及其制法，具体地说是一种应用制浆造纸回收的木质素作为肥料组分的复合肥料及其制备方法。
背景技术：
环境污染是一个严重社会问题，降低工业废弃物对环境的影响目前主要集中在防止废弃物的产生、废弃物利用和废弃物回收方面。
对于制浆造纸企业，木质素是碱法草浆黑液的主要有机污染物，是废水生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)和色度的主要产生原因，而且废水中提取的木质素存在着量大、占地面积大，因此，搞好木质素的综合应用是一个很好的解决办法。
另一方面，我国是一个农业大国，肥料的用量十分巨大。目前我国各种肥料使用量很大，绝大部分是无机肥料。无机肥料具有养分释放速效性，如不及时追施，则不能保证作物营养的需求，多次追施导致成本增大，造成土地板结，肥料利用率低。
有机肥料与无机肥料相比，具有养分缓慢释放的特点，能增加土壤有机质的含量，改善土壤团粒结构、土壤的通气条件和土壤的微生态系统。有机肥料对作物生长和生态环境改善的作用是无机肥料无法比拟的，对促进农业可持续发展具有重要的作用。
因此，一次性提供多种养分，同时满足各种作物要求的复混肥料，是科学施肥的需要，也是农业发展的必然趋势。木质素作为肥料和各种肥料的添加剂，既可消耗大量木质素，解决环境污染的后顾之忧，又能为农业生产提供复合肥料和长效缓释肥料；但目前尚没有一种理想的使用木质素作为组分的复合肥料。
中国专利CN03100163“木质素有机无机复合肥”公开了一种复合肥，该肥料包括：木质素、氮肥、磷肥、钾肥和添加剂，其比例为：
20-30％份的木质素；
28-45％氮肥；
30-40％磷肥；
5-15％钾肥；
0-10％添加剂
所述的添加剂包括微量元素、膨润土、石蜡、硫酸、磷酸等。
所述的工艺包括：
方法一，氮磷钾肥粉碎过筛，和添加剂以及木质素混合、造粒；
方法二，氮磷钾粉碎过筛，加入添加剂混合，然后加入木质素包覆造粒；
方法三，氮磷钾粉碎过筛，加入添加剂，加入部分木质素造粒，在用木质素包覆。
该专利利用木质素分子的网状大分子结构、多种活性基团与其在土壤中自然缓慢降解的特点，赋予肥料缓释的特性，改善肥料水解特性，降低肥料的脲酶活性，减少活性磷酸盐的化学沉淀和固定，以增加肥效。木质素的结构单元中含有多种活性基团，如羧基、羰基等，这些基团较高的反应活性以及其被土壤微生物降解产生有机酸，即可以削弱或性磷酸根的化学沉淀和土壤组分固定，增加土壤中磷的有效性，提高土壤肥力；另一方面，可降低肥料的水溶性，减少在环境中的流失，提高肥料的利用率，应用该肥料除被认为具有一定的增产效果以外，并未见有其他有益效果。
在此基础上，通过研究发现，将木质素在高温下氧化，将其活性弱的基团氧化，一方面增加活性基团的数量，同时也提高已有活性基团的活性指数，通过与其它肥料的配合，可以实现对肥料有效成分的更好的固定和缓释，根据此种原理，配合适当的高温氧化操作，有可能制备效果更好的木质素有机肥。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种肥料组合物，具体地说是提供一种应用制浆造纸回收的木质素作为肥料组分的复合肥料。
本发明的另一目的在于提供上述组合物的制备方法。
本发明有效的利用了制浆造纸产生的木质素，将其作为肥料的主要组分，通过与其他有效肥分进行复配，协同发挥作用；同时木质素具有保持土壤结构疏松，能够有效控制水分，利于保墒。其制备方法包括破碎、烘干、氧化、混合、搅拌、造粒，最终得到本发明所述的肥料。不仅为造纸废物提供了很好的处理方式，而且本发明所述肥料还具有意想不到的抑制虫害效果。
本发明肥料组合物含有如下重量份的组分：
木质素                          35-80％
氮肥                            1-25％
磷肥                            1-25％
钾肥                            1-5％
其他作物所需要的中微量元素      0.5-10％
上述组分当中的中微量元素可以是铁、铜、锰、锌、硼酸盐。
其中氮肥优选尿素；磷肥优选磷酸一铵；钾肥优选硫酸钾。
优选含有如下组分：
木质素                          35-65％
尿素                            15-25％
磷酸一铵                        15-25％
硫酸钾                          1-3％
其他作物所需要的中微量元素      1-3％
本发明所述的重量份可以是g、kg、吨等生产常用重量单位。
将造纸制浆黑液处理后，析出的木质素运至现场，露天堆放发酵，并通过晾干降低木质素的水分，期间用装载机进行机械翻晒，经过一段时间地存放以后，水分降至45-60％时，转入有机原料仓库存放。
木质素的上料采用机械上料的形式，先进入木质素破碎机进行初破碎，然后通过绞龙和皮带输送到高湿物料干燥机内，与热风炉来的热空气接触，一方面粉碎木质素，另一方面对木质素进行烘干和氧化，烘干温度为180-250℃；烘干过程中，当木质素由皮带送入干燥机后，控制木质素在半个小时内升温至180℃，然后在30分钟的时间内，使木质素线性升温至200℃，保持30-40分钟之后，控制在70-80分钟内，使木质素线性升温至250℃，然后保持250℃直至木质素含水量为6-8％时，烘干氧化过程结束。木质素是芳香族高分子化合物，是由苯基丙烷结构单元通过碳-碳键和醚键连接而成的具有三维空间结构的高分子聚合物，因此，要使木质素这一具有复杂成分和结构的物质在肥料中发挥最完全彻底的作用，在高温下烘干并使其氧化是一个重要的处理过程，其理论基础便是增加活性成分的比例和活性指数。
烘干后的木质素经皮带和提升机输送至有机原料料仓；根据配方所需的无机原料用提升机提升至无机原料料仓，经计量后各种无机原料进入破碎机破碎，然后和计量以后的有机原料混合，输送至制粒机造粒，成品经过冷却后进行筛分，合格后进入成品仓经电子计量后包装，不合格的颗粒返回混合机继续进行制粒循环。
加热烘干木质素以后的热空气经除尘以后，进入高效脱硫除尘器除尘脱硫，气体成分达到排放标准以后经烟囱排空。
生产工艺流程见图3。
木质素与氮、磷、钾肥料混配后，相互发生协同作用，支持了作物对有效肥分的吸收；同时木质素的加入可以很好的保持土壤的墒值，使土壤与肥分相互保持平衡。
本发明组合物具有以下优点：
√有效的利用造纸制浆产生的木质素，既保护了环境，又回收了可用资源。
√具有很好的增肥作用。
√能够抑制病虫害。
√符合中国肥料发展的方向，符合中国可持续发展农业的要求。
√配方先进、工艺稳定，技术成熟，产品质量高。
√投资少，成本低，回收期短，经济效益高。
√采用先晾晒后烘干的处理方式，最大限度的节省能源，降低生产成本。
√具有很好的保墒作用。
附图说明：
图1为本发明肥料区与对照区0-20cm土壤含水量随时间变化关系图。
图2为本发明肥料区与对照区20-40cm土壤含水量随时间变化关系图。
图3为本发明工艺流程示意图。
图4为实施例1升温曲线图。
图5为实施例2升温曲线图。
图6为实施例3升温曲线图。
具体实施方式：
                               实施例1
取如下量的组分：
木质素            3.06t
尿素              2.19t
磷酸一铵          2.19t
硫酸钾            0.44t
醋酸锌            0.87t
将含水量为45-60％的木质素破碎，送入干燥机，半个小时内升温至180℃，然后在30分钟的时间内，使木质素线性升温至200℃，保持40分钟后升温，在70分钟内使木质素线性升温至250℃，保持1.5小时，木质素含水量为8％，结束烘干。(升温曲线见图4)
尿素、磷酸一铵和硫酸钾进入破碎机破碎；与木质素计量后混合，搅拌后输送至制粒机造粒，成品经过烘干、冷却后进行筛分，即得。
下表为本发明产品浓度标准：