[发明专利]一种多功能腐殖肥生产方法

说明书

技术领域

本发明提供一种腐殖肥的生产技术，属于肥料制造方法，特别涉及一种高 效、持续的多功能有机肥。

背景技术

人为诱导下的土壤退化问题如土壤侵蚀、土壤荒漠化、贫瘠化等，已成为 影响我国经济发展的焦点问题之一。据调查，全国有1/6的面积受到不同程度 的土壤侵蚀，其中最为严重的是黄河流域，侵蚀面积达67％。在我国北部和西北 部，由于过度的开垦、放牧、砍伐，土壤荒漠化速度每年已超过210平方公里， 涉及到11个省(自治区)的200多个县。另外，由于过度垦殖和使用化肥，土 壤因有机质匮乏而导致养分状况失衡，造成大面积的土壤肥力的下降，第二次 全国土壤普查表明，全国耕地土壤平均有机质质量分数低于1.5％，其中有11％ 耕地低于0.7％。因此，如何利用现代科技手段来解决或缓解我国的土壤退化问 题，恢复植被已成为我国当前科学研究迫切需用解决的难题之一。

土壤腐殖质在保水保墒、维持土壤肥力、保证土壤持续平衡利用中的作用 已被世人所共识的，因此，多年来科学家们一直在寻找同土壤腐殖质结构和功 能较一致的有机物质来弥补退化土壤中腐殖质含量的严重不足。木素被认为是 土壤腐殖质的前体，它在微生物的作用下通过氧化、分解、缩合等过程转化为 腐殖质的组分，如芳香族化合物(多元酚)和含氮的化合物(氨基酸和多肽)， 各组分通过缩合作用合成腐殖质。但在自然状态下，土壤腐殖质的形成是一个 非常缓慢的过程，往往需要几百到几千年的时间。而直接在土壤中加入木素类 物质如工业木素、褐煤等，虽然它能被土壤中微生物降解的和雕琢，但由于其 C/N比高(>100)，反而造成氮素活性的降低和微生物活性的减弱，结果，常对土 壤肥力带来不利的影响，因此，采用人工方法加速该类物质的腐殖化过程，增加 该类物质的表面活性基团的含量，已成为开发这一新颖的土壤改良物质的重要 途径。木素的氧化氨解技术，被认为是很有希望的技术之一，即活性氧族与作 为一种特殊的大分子聚合体木素分布于含有氨态氮碱性介质中，产生化学反应， 提高C/N比含量和有机大分子聚合体功能团的活性，但是由于影响该氧化氨解过 程的因素多且复杂，这一研究始终停留在实验室阶段，本项发明是该研究的延 续和突破，它将为木素类资源转化为高效的土壤修复材料提供一整套符合土壤 环境要求的生产工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种科学、高效地利用木素类物质(工业木素、泥 炭、褐煤等)生产多功能腐殖肥的工艺。

为实现上述目的，本发明采用氧化氨解工艺进行该木素类物质的改性，即 在亲核体氨的存在下，使活性氧族与作为一种特殊的大分子聚合体的木素分布 于碱性介质中(NH₃溶液)，产生化学反应，包括脱甲氧基(-OCH₃)、醌基(-O-)形 成，芳香环断裂、缩合，各种形态N的形成(NH₄-N，胺，酰胺，杂环氮……)等， 总的来说，其反应过程十分复杂。许多研究表明，采用高压工艺，即在氧压大 于0.5Mpa的条件下，能产生含氮量较高的(>5％)氮改性木素。但从实际应用 看，采用高压工艺生产成本高，且有机氮异环化合物的含量高，不利于植物利 用和环境保护。因此，常压生产工艺的研制成为使该产品真正走向市场的重要 基础。

为实现在常压条件下有效进行木素类物质的氧化氨解反应，本发明采取的 技术方案为：选用有利于反应物气(氨气、氧气或空气)、液(水)、固(木 素)三相充分混合的下喷式环流反应设备作为反应装置，反应前木素类物质经 磨细，过40目筛，反应液木素类物质浓度在9-25％之间，反应温度控制在70-100 ℃之间，氨的浓度控制在7-18％之间，pH在9-11之间，反应过程中气、液、固 三相系统中的气含率保持在16％以上，反应液中的氧气流量保持在每小时15-40 摩尔/每公斤固体反应物，整个反应时间在1至3小时之间。反应后的固体物质 经过脱水、烘干生产出富含氮有机大分子，烘干温度应低于145℃，以免有机物 中的部分氮损失。

上述腐殖肥生产方法的整个工艺流程可用图1表示。