一種鹽鹼地用肥料及其生產方法
2023-11-05 03:22:32
專利名稱：一種鹽鹼地用肥料及其生產方法
技術領域：
本發明涉及鹽鹼地用肥料及其生產這種肥料的方法。
鹽漬土分布很廣，涉及世界五大洲，從熱帶到寒帶的近百個國家和地區，據聯合國科教文組織和糧農組織的不完全統計，全世界鹽漬土面積約10億公頃，對發展綜合性農業具有很大的潛力。在我國，北自遼東半島南至廣西、廣東、海南島和臺灣西海岸及南海諸群島的濱海地帶，以及大致沿淮河—秦嶺—巴顏喀拉山—唐古拉山—喜馬拉雅山一線的以北廣袤的半乾旱、乾旱和漠境地帶，凡地勢相對低平而地面和地下徑流匯集，出現滯緩的地區，幾乎都分布有各種類型的鹽漬土。在農區耕地中，存在總額不下一億畝的各種類型鹽漬土。由此可見，合理地開發利用鹽漬土地資源的潛力在國民經濟中，具有極為重要的生產意義。
鹽漬土含有過多的可溶性鹽類，它們會增高土壤溶液的滲透壓而引起植物產生生理乾旱，影響作物生長，鹼土中的土壤膠體吸附有顯著數量的交換性鈉，增加土壤的鹼度和惡化土壤物理性質，使作物受害。為此，人們在改造鹽鹼土時採取的措施主要包括兩方面應用水利措施以排除土壤中過多的鹽分及其在地表的累積，為植物創造正常的生長土壤環境；另一方面，運用農業生物措施改善土壤的物理、化學和生物性質，提高其肥力和抑制土壤返鹽，即補充和提高土壤有機質和植物營養元素的累積量，以達到改良利用鹽漬地的目的。
人們在運用農業生物措施改善鹽鹼土物理、化學和生物性質方面進行了一些探索，如CN1106407011公開了一種鹽鹼地水稻專用複合肥。該複合肥由尿素、硝銨或硫銨、磷酸二氫銨或磷酸一氫銨或普鈣、石膏礦粉或磷石膏、糠醛渣與硫酸鋅組成。這種肥料儘管有一定的效果，但是難以從根本上改善鹽鹼土的性質。
大量的研究工作證明，稀土元素對植物種子的萌發和根的生長具有特殊的效應；適當濃度稀土元素能夠促進植物對養分的吸收、轉化和利用；還證明稀土元素對植物的光合作用有明顯的影響；稀土元素能增強作物的抗逆性和抗病性，因此，稀土不僅能提高作物的產量，還能改善其品質。
申請人驚奇地發現，將稀土元素化合物與化學肥料有機地結合起來使用，在鹽鹼地中會發揮出意料不到的效果，不僅可以獲得農作物高產，而且還能改善鹽鹼土的物理、化學與生物性質。
這種發現構成了本發明的基礎。
因此，本發明的目的在於提供一種用於鹽鹼地的肥料(俗稱治鹼靈)。
本發明的另一個目的在於提供一種上述肥料的生產方法。
本發明是通過在現有的普鈣生產流程中加入稀土化合物各種原料這樣實現的一種鹽鹼地用的肥料的生產方法，該方法包括磷礦石破碎、球磨、與硫酸混合、化成與熟化步驟，其特徵在於在球磨和/或混合和/或化成步驟中加入稀土化合物、鈣化合物和/或鎂化合物，熟化後的產物與氮肥、鉀肥和微量營養元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合便得到所述的肥料。
所述稀土化合物是混合稀土化合物或單稀土化合物，可以是混合稀土無機化合物或有機化合物、單稀土無機化合物或有機化合物，具體地是稀土氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽或醋酸鹽，更具體地是氯化鑭、硝酸鑭、硫酸鑭或碳酸鑭，或者氯化鈰、硝酸鈰、硫酸鈰、碳酸鈰、醋酸鑭或醋酸鈰；所述稀土化合物還可以是混合稀土氧化物或單稀土氧化物，具體是氧化鑭或氧化鈰等。
優選地，稀土化合物是混合稀土化合物，具體地是稀土硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
更優選地，稀土化合物是稀土硝酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
所述的鈣化合物是無機鈣化合物或有機鈣化合物，如氧化鈣、氯化鈣、硝酸鈣、碳酸鈣或石灰石、硫酸鈣、氫氧化鈣或醋酸鈣。
優選地，所述的鈣化合物是無機鈣化合物，具體地是硝酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣或氯化鈣。
更優選地，鈣化合物是碳酸鈣或硝酸鈣。
所述的鎂化合物是無機鎂化合物或有機鎂化合物，具體地是氧化鎂、氯化鎂、硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、氫氧化鎂或醋酸鎂。
優選地，所述的鎂化合物是無機鎂化合物，具體地是硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂或氯化鎂。
更優選地，鎂化合物是碳酸鎂或硝酸鎂。
所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.16-2.5％、1.5-40％與1.5-40％。
優選地，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.16-1.6％、1.5-32％與1.5-32％。
更優選地，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.2-1.4％、1.5-24％與1.5-24％。
所述的氮肥是氯化銨、硝酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨或尿素。
所述的鉀肥是氯化鉀、硝酸鉀、硫酸鉀或磷酸二氫鉀。
所述微量營養元素肥料是肥料中通常使用的微量元素肥料，具體地是鋅、銅、錳、鉬與硼化合物，如硫酸鋅、氧化鋅或碳酸鋅；硫酸銅或黃銅礦；硫酸錳、氧化錳、氯化錳或二氧化錳；鉬酸銨、鉬酸鈉或三氧化鉬；硼砂、硼酸或硼酸鈉。所述鋅、銅、錳、鉬與硼化合物的重量比為2-5∶0.1-0.5∶0.2-1.0∶0.1-0.5∶0.2-1.0。
一種採用上述方法製備的肥料，其特徵在於該肥料含有以肥料重量計氮10-14％、磷(以P2O5表示)8％-10％、鉀(以K2O計)4-7％、稀土(以氧化物計)0.05％-0.60％與微量營養元素0.05-0.4％。
下面將詳細地描述本發明的實施方案。
本發明利用硫酸分解磷礦石和稀土元素化合物等製造含有稀土元素的肥料。
磷礦石(以P2O5計磷含量為28％-35％)首先經破碎，控制粒度在30毫米以下，送至儲料鬥，由餵料機按一定的速度進球磨機加水溼磨，把磷礦石磨成含水量為約28％以上的礦漿。研磨後的礦漿從磨機尾部溢流進入振動篩，篩餘大顆粒返回磨機，過篩的礦漿與濃度為93％至98％濃硫酸分別計量後流入混化室。硫酸與磷礦石是液固兩相反應，如礦石粉越細反應就越快，越完全，這樣可縮短混合、化成和熟化時間，可獲得較高的轉化率。如礦石粉末太粗，因硫酸鈣的包裹作用而使礦石分解不完全，然而礦粉過細必然降低粉碎設備的生產能力，同時增加電耗和礦粉的生產成本，因此，研磨時應控制磷礦石粒度為100目佔90-95％。每100重量份磷礦石需加入50-60重量份93-98％硫酸。
所述的硫酸一般是工業硫酸，但如其他化工工藝過程中排出的大量廢硫酸也可以使用，這樣不但可以降低該磷肥的生產成本，還可以綜合利用資源和減少環境汙染，但必須控制廢酸中含有對農作物有害的雜質，如雜質含量高就不能採用，對於雜質含量低而硫酸濃度也低的廢酸，可與工業硫酸摻合起來使用。
磷礦石漿體與硫酸混合1-2分鐘，混勻後再送入化成室，物料在化成室中停留時間通常是0.5-1小時。物料在化成室內的溫度可高達110-130℃，降低溫度有利於磷酸二氫鈣結晶，因此化成時間不能太長。
由化成室卸出的物料再進入熟化倉，其物料溫度為80-90℃，物料熟化溫度應根據磷礦石分解難易程度，雜質含量及其工藝條件來確定，通常的熟化溫度為30-80℃，如熟化溫度過低，使反應速度減緩，水分蒸發減少，必然延長熟化時間，顯然是不利的，因此，通常需根據熟化溫度進行翻堆。
熟化前期，游離酸下降和轉化率提高比較快，以後逐漸緩慢，最後基本不變，通常熟化時間7-10天。
在上述的本發明方法中，稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物可在球磨和/或混合和/或化成步驟中加入。
所述稀土化合物是混合稀土化合物或單稀土化合物，可以是混合稀土無機化合物或有機化合物、單稀土的無機化合物或有機化合物，具體地是稀土氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽或醋酸鹽，更具體地是氯化鑭、硝酸鑭、硫酸鑭、碳酸鑭、氯化鈰、硝酸鈰、硫酸鈰、碳酸鈰、醋酸鑭或醋酸鈰；所述稀土化合物還可以是混合稀土氧化物或單稀土氧化物，具體是氧化鑭或氧化鈰等。
優選地，稀土化合物是混合稀土化合物，具體地是稀土硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
更優選地，稀土化合物是稀土硝酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
所述的鈣化合物是無機鈣化合物或有機鈣化合物，如氧化鈣、氯化鈣、硝酸鈣、碳酸鈣或石灰石、硫酸鈣、氫氧化鈣或醋酸鈣。
優選地，所述的鈣化合物是無機鈣化合物，具體地是硝酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣或氯化鈣。
更優選地，鈣化合物是碳酸鈣或硝酸鈣。
所述的鎂化合物是無機鎂化合物或有機鎂化合物，具體地是氧化鎂、氯化鎂、硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、氫氧化鎂或醋酸鎂。
優選地，所述的鎂化合物是無機鎂化合物，具體地是硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂或氯化鎂。
更優選地，鎂化合物是碳酸鎂或硝酸鎂。
所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.16-2.5％、1.5-40％與1.5-40％。
優選地，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.16-1.6％、1.5-32％與1.5-32％。
更優選地，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.2-1.4％、1.5-24％與1.5-24％。
熟化後的產物再與氮肥、鉀肥與微量營養元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合，便得到所述的肥料，
所述的氮肥是氯化銨、硝酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨或尿素，所述的鉀肥是氯化鉀、硝酸鉀、硫酸鉀或磷酸二氫鉀。
所述微量營養元素肥料是肥料中通常使用的微量元素肥料，具體地是鋅、銅、錳、鉬與硼化合物，如硫酸鋅、氧化鋅或碳酸鋅；硫酸銅或黃銅礦；硫酸錳、氧化錳、氯化錳或二氧化錳；鉬酸銨、鉬酸鈉或三氧化鉬；硼砂、硼酸或硼酸鈉。所述鋅、銅、錳、鉬與硼化合物的重量比為2-5∶0.1-0.5∶0.2-1.0∶0.1-0.5∶0.2-1.0。
一種採用上述方法製備的肥料，其特徵在於該肥料含有以肥料重量計氮10-14％、磷(以P2O5計)8％-10％、鉀(以K2O計)4-7％、稀土元素(以氧化物計)0.05％-0.60％和微量營養元素0.05-0.40％。
在本發明肥料生產中使用的設備均是普通過磷酸鈣生產使用的設備。
本發明具有下列積極效果1、本發明的肥料經在華北、東北、寧夏、新疆等地試驗，在鹽鹼地上施用效果甚佳。與等價的美國磷銨相比，棉花、油葵經濟作物增產幅度比對照高50％以上，玉米、水稻、小麥等糧食作物產量增產幅度比對照高一倍，蔬菜水果更高。與普鈣相比，也具有同樣的效果。
2、本發明的肥料具有改良土壤的積極作用。經大量鹽鹼地試驗證實，施用本發明肥料後，作物根系特別發達，與磷銨和普鈣相比，作物根量可增加1-2倍，由於根系分泌大量的有機物，根際微生物非常活躍，用肉眼可以觀察到土壤中出現大量的菌絲體，而對照肥料是很難發現的。因此，施用本發明肥料之後，土質鬆軟，有機質與微生物大量增加，這樣提高了土壤肥力，改善了土壤的物理、化學和生物性質。
3、在鹽鹼地上施用本發明肥料可促進作物根系發達，還增強了作物的光合作用，作物植株生長強壯，與磷銨、普鈣相比，植株平均高20％以上，因此作物對於幹早、高溫、低溫、鹽鹼、病蟲害之類的不良環境具有很強的抵抗能力，即提高了作物的抗逆性。
4、經各地在鹽鹼地上施用證實，施用本發明肥料可以改善果實的品質。如使蘋果的VC含量總糖含量增加，可促進果實著色和早熟，如草莓可提早成熟15天以上，還可以使玉米的品質(如蛋白質含量)改善，產量提高。
下面結合實施例更詳細地說明本發明實施例1首先稱取1噸P2O5含量為28％(重量)的磷礦石，採用磷肥工業中通常使用的破碎機將磷礦石破碎到30毫米以下，送至儲料鬥，由餵料機加入球磨機加水溼磨，其加水量以使磷礦石礦漿含水量為28％(重量)，研磨後礦漿從磨機尾部溢流進入振動篩，篩餘大顆粒返回磨機，過篩的礦石粒度達到100目佔95％。過篩的礦漿再與濃度為98％硫酸一起進入混化室，硫酸加入量為580公斤98％硫酸，同時加入3.6公斤氯化稀土、36公斤硝酸鈣與36公斤硝酸鎂。
磷礦石漿體與硫酸混合1分鐘，混勻後再送入化成室，物料在化成室中停留時間是0.5小時。物料在化成室內的溫度可達到110℃。
由化成室卸出的物料再進入熟化倉，採用翻堆的方法使其物料溫度保持在80℃，熟化時間為8天。經化學分析，該產物含磷(以P2O5計)為15.2％(重量)、稀土元素(以氧化物計)為0.10％(重量)。
然後取尿素、上述製備的產品、硫酸鉀與微量營養元素肥料，其中所述微量營養元素肥料為七水硫酸鋅、五水硫酸銅、硫酸錳、鉬酸銨和硼砂，它們以無水鹽形式計重量比為3∶0.1∶0.2∶0.1∶0.2，按重量比28∶58∶14∶0.1混合製得13-9-6的產品。
經鹽鹼地田間試驗結果表明，與等價磷銨相比，施用本發明肥料時水稻的增產幅度比對照高112％。
實施例2該實施例實施步驟與實施例1相同，但是使用8.0公斤硝酸稀土化合物、80公斤碳酸鈣和80公斤硝酸鎂。
經化學分析，該產物含磷(以P2O5計)為16.0％(重量)、稀土元素(以氧化物計)為0.15％(重量)。
然後取硝酸銨、上述製備的產物、氯化鉀與微量營養元素肥料，其中所述的微量營養元素肥料為七水硫酸鋅、五水硫酸銅、氧化錳、鉬酸鈉和硼酸，它們以無水形式計重量比為4∶0.2∶0.2∶0.2∶0.2，按重量比40∶50∶10∶0.2混合製得12-8-5的產品。
經鹽鹼地田間試驗，結果表明，與等價磷銨相比，從玉米長勢來看，玉米單株高增力20％，從產量來看，施用本發明肥料增產幅度比對照高104％。
實施例3該實施例實施步驟與實施例1相同，但是使用10.0公斤硫酸稀土化合物、150公斤氯化鈣和150公斤氧化鎂。
經化學分析，該產物含磷(以P2O5計)為15.5％(重量)、稀土元素(以氧化物計)為0.21％(重量)。
然後取硝酸銨、上述製備的產物、氯化鉀與微量營養元素肥料，其中所述的微量營養元素肥料為氧化鋅、五水硫酸銅、硫酸錳、鉬酸銨和硼酸，它們以無水形式計重量比為3∶0.3∶0.2∶0.2∶0.5，按重量比40∶51∶9∶0.3混合製得12-8-5的產品。
經鹽鹼地田間試驗，結果表明，與等價普鈣相比，小麥增產幅度比對照高105％。此外，小麥中蛋白質含量也有明顯提高。
實施例4該實施例實施步驟與實施例1相同。但是使用16.0公斤碳酸稀土化合物，240公斤氧化鈣和240公斤醋酸鎂。此外，硫酸加入量是1噸P2O5含量為28％(重量)的磷礦石為580公斤98％硫酸，其在化成室中停留時間為0.9小時，熟化時間為10天，這樣製得的產品，經化學分析，該產物含磷(以P2O5計)為14.7％(重量)、稀土元素(以氧化物計)為0.44％(重量)。
然後取尿素、上述製備的產物、硫酸鉀與微量營養元素肥料，其中所述的微量營養元素肥料為七水硫酸鋅、五水硫酸銅、硫酸錳、鉬酸銨和硼砂，它們以無水形式計重量比為3∶0.2∶0.4∶0.3∶0.3，按重量比26∶53∶11∶0.2混合製得12-8-5的產品。
經鹽鹼地田間試驗，結果表明，與等價普鈣相比，蔬菜增產幅度比對照高155％。
實施例5該實施例實施步驟與實施例1相同，但是使用25公斤醋酸稀土化合物，250公斤硫酸鈣與250公斤氯化鎂。此外，硫酸加入量是1噸P2O5含量28％(重量)的磷礦石為580公斤98％硫酸，其在化成室中停留時間為1小時，熟化時間為10天，這樣製得的產品，經化學分析，該產品含磷(以P2O5計)為14.0％(重量)、稀土元素(以氧化物計)為0.38％(重量)。
然後採用氯化銨、上述製備的產物、硫酸鉀與微量營養元素肥料，其中所述的微量營養元素肥料為氧化鋅、五水硫酸銅、硫酸錳、鉬酸銨和硼酸，它們以無水形式計重量比為3∶0.3∶0.2∶0.2∶0.5，按重量比28∶58∶14∶0.4混合製得13-8-6的產品。
經鹽鹼地田間試驗結果表明，與等價的磷銨相比，小麥增產幅度比對照高101％。
權利要求
1.一種鹽鹼地用肥料的生產方法，該方法包括磷礦石破碎、球磨，與硫酸混合、化成與熟化步驟，其特徵在於在球磨和/或混合和/或化成步驟中加入稀土化合物、鈣化合物和/或鎂化合物，所述稀土化合物是混合稀土無機化合物或有機化合物，單稀土無機化合物或有機化合物，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以礦石重量計分別為0.16-2.5％、1.5-40％與1.5-40％，熟化後的產物與氮肥、鉀肥與微量營養元素肥料按重量比48-65∶20-45∶8-16∶0.05-0.5混合便得到所述的肥料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的稀土化合物是稀土氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的稀土化合物是稀土硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、混合稀土氧化物或單稀土氧化物。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的稀土化合物是氯化鑭、硝酸鑭、硫酸鑭、碳酸鑭、氯化鈰、硝酸鈰、硫酸鈰、碳酸鈰、醋酸鑭或醋酸鈰、氧化鑭或氧化鈰。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的鈣化合物是氧化鈣、硝酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣、碳酸鈣或石灰石、氫氧化鈣或醋酸鈣。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的鎂化合物是氧化鎂、氯化鎂、硝酸鎂、碳酸鎂、硫酸鎂、氫氧化鎂或醋酸鎂。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.16-1.6％、1.5-32％與1.5-32％。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述稀土化合物、鈣化合物與鎂化合物的加入量以磷礦石重量計分別為0.2-1.4％、1.5-24％與1.5-24％。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的氮肥是氯化銨、硝酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨或尿素。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的鉀肥是氯化鉀、硝酸鉀、硫酸鉀或磷酸二氫鉀。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的微量營養元素肥料是硫酸鋅、氧化鋅或碳酸鋅；硫酸銅或黃銅礦；硫酸錳、氧化錳、氯化錳或二氧化錳；鉬酸銨、鉬酸鈉或三氧化鉬；硼砂、硼酸或硼酸鈉。
12.根據權利要求1-11所述方法生產的肥料，其特徵在於該肥料含有以肥料重量計氮10-14％、磷(以P2O5計)8-10％、鉀(以K2O計)4-7％、稀土元素(以氧化物計)0.05％-0.60％與微量營養元素0.05-0.4％。
全文摘要
本發明涉及鹽鹼地用的肥料及其生產方法,該方法包括磷礦石破碎、球磨、與硫酸混合、化成與熟化步驟,在球磨和/或混合和/或化成步驟加入稀土化合物、鈣化合物和/或鎂化合物,熟化後的產物與氮肥、鉀肥和微量營養元素肥料混合,便得到本發明的肥料。採用本發明方法生產的肥料在鹽鹼地上施用效果甚佳,具有改良土壤積極作用,可大大提高果實產量,改善果實品質,還增強了農作物的抗逆性。
文檔編號C05G1/00GK1257854SQ9911744
公開日2000年6月28日 申請日期1999年12月10日 優先權日1999年12月10日
發明者牟清泉, 牟蘭 申請人:牟清泉, 牟蘭