一种生物炭肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：生物炭60‑80、复合肥20‑50、添加剂15‑25。本发明专利技术生物炭肥，是以农作物秸秆为原料组分，其采用的原材料秸秆成本低廉，来源易得，通过脱水排氧处理并经过高温炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸秆的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可钝化土壤中的重金属，提高土壤微生物的活力。且具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；作为低成本非化学肥料，本发明专利技术产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物质资源高值化综合利用以及环境污染治理领域，具体涉及一种生物炭肥及其制备方法。
技术介绍
不论是在粮食作物还是在经济作物的种植领域，长久以来就采用施肥的手段来提高作物产量和质量。从最早的施用农家有机肥到施用无机肥，再到施用有机无机复混肥。施肥种类、施肥量及配比等对粮食作物或经济作物产量和质量都有很大的影响。传统的肥料尤其是有机无机复混肥虽然在提高作物产量方面起到了不错的效果。但是，传统的肥料存在成分和养分配比不合理，几乎不能恢复土壤肥力、改善土壤结构，甚至还会产生副作用，造成土壤板结等。人类的生存与发展始终伴随着大量的人及牲畜排泄物的产生，随着人们生活的提高，人畜粪便对环境的污染也日益严重。首先，人畜粪便中含有大量的有机质和氮、磷、钾等物质，若直接排放，会造成水体污染和富营养化。其次，粪便中含有大量病原体，容易引发大规模传染病的流行。再次，粪便污水中有机质腐烂分解后产生有毒有害气体，发生恶臭。这些均严重污染了大地、水体、大气和生物群落，并对人体健康产生潜在威胁。同时人畜粪便大都具有含水率高、不易储存、受潮易腐烂等特点，导致运输成本大、储存空间大和处理成本高等问题。因此寻求合适的人畜粪便处理方法具有现实意义和商业化前景。生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化而成。生物炭虽可作为肥料，但其微孔结构较少、比表面积较低，且保留的营养元素包括微量元素较少，因此使用时一般需要添加其他肥料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物炭肥及其制备方法。实现本专利技术目的的技术方案为：一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：生物炭60-80、复合肥20-50、添加剂15-25。所述的生物炭，是由玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆按照质量比为1:1:1的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为20-30％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。所述复合肥包括氮肥10-30、磷肥5-10、钾肥5-10。所述氮肥包括尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、聚磷酸铵或碳酸氢铵中的一种或两种以上的混合物。所述磷肥包括聚磷酸铵、磷酸二氢钾、钙镁磷肥或硝酸磷肥中的一种或两种以上的混合物。所述钾肥包括磷酸二氢钾、硫酸钾、氯化钾或硝酸钾中的一种或两种以上的混合物。所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH至8.2-8.5，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。上述一种生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料1；（2）以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰20-30进行混合，得到混合液；再将步骤（1）中所得的混合料1放入混合液中浸渍，其中混合料1和高锰酸盐的质量比为2-4︰1，浸渍处理时间为4-8h，得混合料2；（3）将所述混合料2送入裂解设备中，升温至250-270℃，保持该温度12-15min，然后在5min内升温至460-480℃，并保持该温度3-4h，然后在3min内急冷至150-180℃，保持该温度30-50min，自然冷却，即得产品。本专利技术的优点为：本专利技术生物炭肥，是以农作物秸秆为原料组分，其采用的原材料秸秆成本低廉，来源易得，通过脱水排氧处理并经过高温炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸秆的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可钝化土壤中的重金属，提高土壤微生物的活力。且具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；作为低成本非化学肥料，本专利技术产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施，在有效处理了人畜粪便和生物质的同时，比传统生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范围内代替化肥施用，具有工业化推广的前景，以及显著的经济效益、环境效益和社会效益。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：生物炭60kg、复合肥20kg、添加剂15kg。所述的生物炭，是由玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆按照质量比为1:1:1的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为20％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。所述复合肥包括氮肥10kg、磷肥5kg、钾肥5kg。所述氮肥包括尿素、硝酸铵。所述磷肥包括聚磷酸铵。所述钾肥包括磷酸二氢钾、硫酸钾。所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH至8.2，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。上述一种生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料1；（2）以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰20进行混合，得到混合液；再将步骤（1）中所得的混合料1放入混合液中浸渍，其中混合料1和高锰酸盐的质量比为2︰1，浸渍处理时间为4h，得混合料2；（3）将所述混合料2送入裂解设备中，升温至250℃，保持该温度12min，然后在5min内升温至460℃，并保持该温度3h，然后在3min内急冷至150℃，保持该温度30min，自然冷却，即得产品。所得到的生物炭肥的比表面积为625m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少62%，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少37%，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。实施例2一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：生物炭70kg、复合肥35kg、添加剂20。所述的生物炭，是由玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆按照质量比为1:1:1的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为25％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。所述复合肥包括氮肥20kg、磷肥8kg、钾肥8kg。所述氮肥包括硫酸铵、氯化铵。所述磷肥包括钙镁磷肥、硝酸磷肥。所述钾肥包括氯化钾、硝酸钾。所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH至8.3，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。上述一种生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料1；（2）以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰25进行混合，得到混合液；再将步骤（1）中所得的混合料1放入混合液中浸渍，其中混合料1和高锰酸盐的质量比为3︰1，浸渍处理时间为6h，得混合料2；（3）将所述混合料2送入裂解设备中，升温至260℃，保持该温度14min，然后在5min内升温至470℃，并保持该温度3.5h，然后在3min内急冷至165℃，保持该温度40min，自然冷却，即得产品。所得到的生物炭肥的比表面积为650m3/g，按每亩施用220kg的该生物炭肥6个月后，经检测发现土壤中重金属含量减少64%，而与不施用该生物肥而使用普通复混肥比较，作物中的重金属还少39%，证明土壤中的重金属被吸附到生物炭中固化。实施例3一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：生物炭80kg、复合肥50kg、添加剂25kg。所述的生物炭，是由玉米秸秆、小麦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物炭肥，其特征在于：由下述重量份的原料制成：生物炭60‑80、复合肥20‑50、添加剂15‑25；所述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料1；（2）以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰20‑30进行混合，得到混合液；再将步骤（1）中所得的混合料1放入混合液中浸渍，其中混合料1和高锰酸盐的质量比为2‑4︰1，浸渍处理时间为4‑8h，得混合料2；（3）将所述混合料2送入裂解设备中，升温至250‑270℃，保持该温度12‑15min，然后在5min内升温至460‑480℃，并保持该温度3‑4h，然后在3min内急冷至150‑180℃，保持该温度30‑50min，自然冷却，即得产品。

【技术特征摘要】
1.一种生物炭肥，其特征在于：由下述重量份的原料制成：生物炭60-80、复合肥20-50、添加剂15-25；所述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料1；（2）以高锰酸盐为处理剂，将高锰酸盐和水按固液比为1︰20-30进行混合，得到混合液；再将步骤（1）中所得的混合料1放入混合液中浸渍，其中混合料1和高锰酸盐的质量比为2-4︰1，浸渍处理时间为4-8h，得混合料2；（3）将所述混合料2送入裂解设备中，升温至250-270℃，保持该温度12-15min，然后在5min内升温至460-480℃，并保持该温度3-4h，然后在3min内急冷至150-180℃，保持该温度30-50min，自然冷却，即得产品。2.根据权利要求1所述的一种生物炭肥，其特征在于：所述的生物炭，是由玉米秸秆、小麦秸秆、水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建伟，
申请(专利权)人：刘建伟，
类型：发明
国别省市：广西;45