[发明专利]一种生物炭基缓释复合肥的生产方法

说明书

本发明公开一种生物炭基缓释复合肥的制备方法，属于肥料制备技术领域。本发明所述方法为将生物质原料烘干粉碎至一定粒度后，将其在既有活化作用，又含有氮磷钾等化肥有效元素的混合活化剂中浸渍1~12h，然后将浸渍后的生物质加热烘干，在保护气氛下依次炭化、活化，最后将其在保护气氛下冷却至室温，即可得到生物炭基缓释复合肥。本发明的生物炭基缓释复合肥不但含有多种营养元素，能同时比较均衡、长时间地供给作物需要，增加了施用效果，也具有常规生物炭肥料缓释和固碳等土壤改良功能，而且不需要漂洗去除活化剂和调节pH值等过程，避免了漂洗污水的产生，极大地简化了生产工艺，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种生物炭基缓释复合肥的制备方法，属于肥料制备技术领域。

背景技术

化肥是重要的农业生产资料，我国单位面积化肥用量较高，但化肥利用率却一直较低，氮为30％~35％，磷为10％~20％，钾为30％~35％，不仅造成直接的经济损失，而且因施肥不当引起的环境污染问题也较为严重。缓控释肥料在提高氮肥利用率、降低土壤硝态氮累积、减轻地下水硝酸盐污染等方面的作用受到普遍关注，但传统的缓控释肥料主要由硫包衣、聚烯烃、水乳液等方法实现养分缓控释目的，硫包衣型释放期太短，容易造成土壤酸化；聚烯烃膜材不易降解，污染土壤；水乳液则生产工艺复杂，膜材消耗大，生产成本高。因此，找到一种既廉价，本身对土壤又无副作用的缓释材料是缓控释肥料进一步发展的关键。

活性炭是一种具有发达孔隙结构、巨大比表面积和优良吸附性能的炭材料。目前，活性炭的制备方法主要有物理活化法和化学活化法两种。化学活化法采用化学活化剂和原料混合均匀，在气体氛围和一定的温度下进行炭化和活化，再用酸、去离子水多次洗涤，最后烘干得到活性炭成品。主要包括浸渍、炭活化和洗涤三个过程。其中浸渍是将一些脱水的化学物质浸渍在原料上，通过化学药品对原料的润胀作用、脱水作用、芳香缩合作用和骨架作用，在一定的条件下一步炭化最终形成孔隙发达的活性炭产品。但这种方法需要对活化后的炭原料调节pH值且要进行多次洗涤，操作步骤较多，同时也产生大量的漂洗废液，容易对环境造成二次污染。

生物炭的炭化过程与活性炭相似，生物炭是将农业废弃物、废树枝干或木屑等生物质材料在限制或隔绝氧气的环境条件下，经热解而形成的一种固态的、难溶的、稳定的、高度芳香化的富含碳的材料。研究发现：生物炭作为绿色环保材料，可以起到土壤改良的作用，改变土壤的物理性状和结构，促进土壤生物化学与物理化学的交互作用而提高土壤肥力，间接地提高作物养分利用效率。同时，生物炭还有肥料缓释和固碳的功能，能吸附肥料养分，减少土壤养分淋失，提高肥料利用效率。降低土壤容重，促进植物根系生长。因此，生物炭作为一种新的缓控释肥料的吸附材料被人们关注，但单独使用生物炭对作物增产的贡献尚不十分明朗。

目前，生物炭与肥料复合制备炭基肥料主要有掺混、包膜和吸附等工艺。将生物质炭与常规化肥掺混，由于生物炭密度低，质量轻，在运输和使用过程中极易产生尘埃，这些颗粒可以悬浮在空气中随微风移动，不仅导致产品损耗，降低肥效，还会给周围环境和邻近生活区带来污染，存在一定的健康风险。如果将生物炭与常规化肥制备成包膜肥施用，其作用原理与传统缓控释肥一样，只是在包膜材料中加入少量生物炭，包膜材料的难降解性，长期应用会造成土壤二次污染，且膜材消耗大，生产成本高。且常规的生物炭作为缓释吸附材料，未经过活化，孔隙结构不发达，负载肥料较少，从而使施用效果降低。