一种长效腐植酸磷肥的制备方法

一、基本信息

1.专利号：ZL200210002185.7。

2.发明人：武丽萍、郎春梅、成绍鑫。

3.专利权人：中国科学院山西煤炭化学研究所。

4.授权时间：2005年8 月3 日。

5.技术领域：本发明属于缓释肥料，具体地说涉及一种长效腐植酸磷肥的制备方法。

二、发明内容

本发明提供一种低成本，应用效果稳定的长效腐植酸磷肥的制备方法。

本发明的长效腐植酸磷肥，其主要成分重量百分比为：水分3%～5%、灰分34%～63%、腐植酸含量7%～54%、有效磷含量9%～25%。

本发明长效腐植酸磷肥的制备按照如下步骤进行：

（1）将粉碎40 目至80 目的含腐植酸原料煤、促进剂、络合剂、速效磷肥与水以10～90∶0.5～10∶0.1～2∶10～90∶50～200的重量比例混合，在50～120 ℃反应0.5～5 h；

（2）上述反应物经浓缩至水分小于50%后，干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。

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

如上所述的促进剂是重量百分比浓度为5%～10%的氨水、2%～20%的碳铵水溶液的混合物或氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铁的一种或其混合物。

如上所述的络合剂可以是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌、硫酸锰的一种或其混合物。

如上所述的速效磷肥可以是过磷酸钙、磷酸二氢铵或磷酸氢二铵。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）采用低级别煤（泥炭、褐煤和风化煤）腐植酸与速效磷肥进行化学反应的工艺路线，其工艺简单，成本低廉。

（2）由于腐植酸中活泼的含氧官能团与磷肥的有效结合并形成了HA-P 复合物，使得相当一部分水溶磷转化为枸溶磷，而且增加了反应产物中的总有效磷含量，克服了普通速效磷肥易于被土壤固定、磷利用率低的缺点，从根本上实现了磷肥的长效化。

（3）本发明产品中有较多的枸溶磷，由于枸溶磷不容易被土壤固定，从而延长对植物供磷的时间，因此极大提高了磷肥的利用率。

（4）本发明由于腐植酸的加入，还克服了普通磷肥易吸湿和结块的弊端。

（5）在施肥量相同或减少的情况下，HA-P比相应普通磷肥增产10%左右，磷利用率提高10 个百分点。

（6）由于腐植酸的协同效应，使得本产品还具有活化土壤中难溶磷、改良土壤理化性质、改善作物品质、增强作物抗逆性能等优点。

（7）本发明的产品除单独作为长效磷肥使用外，还可作为高浓度多元素复混及掺混肥料的主要组分。

具体实施方式：

实施例1

取风化煤20 g，与5%氨水和2%碳铵水溶液的混合液3 mL、硫酸亚铁0.2 g、过磷酸钙180 g、水400 mL 混合搅匀，在50 ℃反应5 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分4.5，灰分67.8，腐植酸7，有效磷含量20.7。

实施例2

取泥炭50 g，与氢氧化钠和氢氧化铁的混合物（重量比1∶1）5 g，硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌的混合物（重量比1∶1∶2）0.3 g，磷酸二氢铵50 g，水200 mL 混合搅匀，在100 ℃反应2 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分3.5，灰分34.7，腐植酸36.3，有效磷含量25.5。

实施例3

取褐煤70 g，与氢氧化钠和氢氧化钾的混合物（重量比1∶1）7 g、硫酸锰2 g、磷酸氢二铵30 g、水400 mL 混合搅匀，在80 ℃反应2 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分3.2，灰分36.8，腐植酸42.4，有效磷含量17.6。

实施例4

取泥炭80 g，与5%氨水和2%碳铵水溶液的混合液5 mL、氢氧化钠7 g、硫酸锌0.8 g、磷酸二氢铵20 g、水500 mL 混合搅匀，在120 ℃反应1 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分3.8，灰分29.6，腐植酸53.4，有效磷含量13.2。

实施例5

取褐煤30 g，与氢氧化钾1.5 g，硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸锌、硫酸锰的混合物（重量比1∶1∶1∶1）0.3 g，过磷酸钙70 g、水200 mL混合搅匀，在100 ℃反应5 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分4.3，灰分58.9，腐植酸18.6，有效磷含量18.2。

实施例6

取风化煤90 g，与氢氧化铁7%、硫酸铝1.2 g、磷酸氢二铵10 g、水300 mL 混合搅匀，在90 ℃反应1.5 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分3.8，灰分33.6，腐植酸53.4，有效磷含量9.2。

实施例7

取风化煤40 g、氢氧化钾和氢氧化铁的混合物（重量比1∶1）3 g、硫酸锰和硫酸锌的混合物2 g、过磷酸钙60 g、水250 mL 混合搅匀，在80 ℃反应4 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分4.2，灰分48.6，腐植酸24.6，有效磷含量22.6。

实施例8

取泥炭30 g、氢氧化钾3 g、硫酸亚铁1 g、过磷酸钙70 g、水300 mL 混合搅匀，在120 ℃反应5 h，浓缩干燥，制成长效腐植酸磷肥产品。其有效成分（重量百分比）为水分3.6，灰分53.1，腐植酸18.4，有效磷含量24.9。

取实施例1、2、3、4、5、6、7、8 制备的长效腐植酸磷肥产品，与普通过磷酸钙对比。在400 g土中按等磷量（500 mg P2O5/kg 土）分别混入并置于500 mL的玻璃烧杯中，每5 天搅动并等量淋水一次，使土壤中的水分接近田间状态，室温下培养60 天，测定土壤中的有效P2O5含量及各种磷肥抑制土壤对磷的固定作用。试验结果见表1。

表1 各种磷肥在土壤中培养60 天后有效磷及其固定率的测定结果

三、背景技术

磷是农作物生长发育所必需的三大元素之一。磷肥的合理施用已成为确保作物产量和提高农业生产效益的重要因素。但是，由于土壤对磷的固定，导致作物对磷肥的利用率极低，其速效（水溶）磷施入土壤后一般7 天内大部分转化成无效磷。此外，还有部分磷溶于水体，导致水体富营养化，恶化人类和生物生存环境。因此，减少磷的固定和损失，提高磷肥利用率和肥效，已成为当今化肥和农学界竞相研究的热点和难点。磷肥的长效缓效化是解决这一难题的关键措施。

国内外大量研究表明，煤基腐植酸是一种廉价有效的化肥增效剂，对于减少氮和钾的流失、抑制磷的固定有明显作用，而对磷肥的作用尤其引起人们的普遍关注。上世纪50年代初，日本学者已发现腐植酸有抑制磷肥固定的作用，我国学者也做了大量的试验研究，证明土壤中添加各种腐植酸盐均减少了土壤对磷的固定。

目前，有关长效腐植酸磷肥制备的专利文献及报道很多，主要采用以下2 种方法：（1）腐植酸或其盐类与速效磷肥混合造粒，制成颗粒肥料。日本牧田三郎（日特许公报，49-123849）曾用硝基黄腐酸（NFA）与过磷酸钙混合造粒，认为NFA 阻止了水溶性磷与金属离子的作用，使得磷肥品质稳定，肥效提高。乌兹别克（USSR 359247）也曾用15%～17%的腐植酸铵（HA-NH4）与普钙或重钙混合制造颗粒肥料。我国上世纪70年代以来也是用这种方法生产HA-P的。前苏联（SU 139328）曾在普钙粉末上喷淋腐植酸钠溶液后进行造粒。日本专利（日特许公报）披露：腐植酸与磷铵加热加压反应制成缓效型HA-NP 复合肥，但未见工业化的报道。（2）HA-NPK 及多元素颗粒复混肥料。近年来我国和日本公布过此类专利，证明施用上述产品后，可减少磷的固定，提高磷的利用率和作物产量。但是，这类简单机械混合型的单质和复混肥至今仍处于粗放状态，工艺落后，应用效果不够稳定，经济上也未完全过关。有关腐植酸与磷肥化学反应制备有机复合磷肥的工艺，至今未见报道。

发明人简介：武丽萍，女，1965年生，辽宁省营口市人，中共党员，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员、腐植酸课题组组长。主要研究方向：煤基腐植酸制备技术研发及工程化示范；不同来源腐植酸组成结构及应用性能；系列腐植酸标准制定研究等。电话：13509 717395；邮箱：wulp10@163.com。