專利名稱：：一種礦物鋅肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及肥料制造領(lǐng)域，特別涉及一種礦物鋅肥及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鋅肥是我國施用量最大的一種微量元素肥料，鋅是農(nóng)作物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素之一。需鋅較多的植物有玉米、水稻、小麥、棉花、大豆、甜菜、番茄、柑橘和各種果樹等。由于我國缺鋅面積較大，作物缺鋅現(xiàn)象較為普遍。鋅肥的種類較多，通常可分為兩大類，即無機(jī)鋅肥和有機(jī)鋅肥。無機(jī)鋅肥主要包括硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅、氧化鋅和鋅氨絡(luò)合物。有機(jī)鋅肥包括幾種人工合成的鋅螯合物如乙二胺四乙酸螯合鋅和造紙工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢棄物一黑液與鋅絡(luò)合的化合物。目前采用礦物制備鋅肥未見報(bào)道。本發(fā)明嘗試?yán)秘S富的礦物資源制備緊缺的鋅肥，不僅可以大幅度降低成本，而且還可減少土壤對鋅的固定，提高肥料養(yǎng)分的利用率。農(nóng)作物對各種營養(yǎng)元素是按一定比例吸收利用的，而且受其中最小因素的制約，即當(dāng)某元素比例過低時(shí)就會影響其它元素的吸收利用。過去，我國的化肥生產(chǎn)一直以氮、磷、鉀肥為主，而微量元素肥料的生產(chǎn)較少，由于長期單一施用化肥，加之水土流失，致使許多土地缺鋅現(xiàn)象越來越明顯。目前我國土地中鋅和某些中微量元素的缺乏面積仍在擴(kuò)大，我國土地缺鉀2.72億畝，缺鋅7.29《乙畝，缺鉬6.68億畝，缺硼4.92億畝。據(jù)1990年中國環(huán)境狀況公報(bào)，我國約有60%的耕地缺鋅、錳等微量元素，華南地區(qū)特別是粵北石灰性土壤缺鋅尤其嚴(yán)重，另外廣東地區(qū)的酸性土壤由于過多施用石灰，也容易產(chǎn)生缺鋅。我國鋅肥嚴(yán)重不足且品種單一(主要為水溶性硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅等)，制約了氮、磷、鉀肥效的發(fā)揮，影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量，成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素之一。解決農(nóng)用鋅肥嚴(yán)重不足的問題已刻不容緩，所以，我國農(nóng)業(yè)問題專家們在提到糧食和農(nóng)作物增產(chǎn)和提高品質(zhì)的主要對策時(shí)指出，應(yīng)加速微量元素肥料生產(chǎn)的發(fā)展，并強(qiáng)調(diào)在化肥施用水平較高地區(qū)，盡量調(diào)整氮、磷、鉀和微量元素肥料的施肥比例，推動平衡施肥技術(shù)。長期以來，我國對鋅肥的研究較少。20世紀(jì)80年代人們發(fā)現(xiàn)，無機(jī)鋅肥施用損失較大，尤其是在砂質(zhì)土壤中淋失嚴(yán)重，在石灰質(zhì)土壤中容易被固定，于是發(fā)展出了有機(jī)鋅肥如乙二胺四乙酸螯合鋅。但乙二胺四乙酸螯合鋅價(jià)格昂貴，只能作于噴施，無法大面積推廣使用。目前我國生產(chǎn)的絕大部分是無機(jī)鋅肥，為水溶性，在土壤溶液中以離子形式存在，在供肥過程的中、前期大大超過作物的吸收能力并容易淋失，導(dǎo)致后期的供肥不足，是一種浪費(fèi)、低效的供肥方式；如何利用現(xiàn)有廠家生產(chǎn)的大量無機(jī)鋅肥，采用簡單的工藝將它們制備成穩(wěn)定長效而又不被土壤固定的鋅肥，以提高鋅肥的利用率就成為很現(xiàn)實(shí)、且急需解決的課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，提供一種工藝簡單、產(chǎn)率高、易于工業(yè)化生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益好的礦物鋅肥的制備方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述方法制備的礦物鋅肥。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)在100份(重量份)尚未濃縮的無機(jī)鋅肥料漿(含水量為總重量的4080%)中加入330份(重量份)的層狀或架狀硅酸鹽礦物，混合均勻；再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的2030%;最后造粒干燥，制備得到最終產(chǎn)品。其中，造粒干燥可選用噴漿造粒干燥，制得粒狀最終產(chǎn)品；也可選用噴霧流化造粒干燥，制得粉狀最終產(chǎn)品。本發(fā)明的目的還可通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)在100份(重量份)無機(jī)鋅肥粉末中，加入545份(重量份)層狀或架狀硅酸鹽礦物、和545份(重量份)水，混合均勻并充分研磨；再將上述混合物陳化、烘干，制備得到最終產(chǎn)品。上述陳化時(shí)間為12天。上述無機(jī)鋅肥為硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅、鋅氨絡(luò)合物；上述層狀或架狀硅酸鹽礦物可為蒙脫石、蛭石、坡縷石、海泡石、伊利石、絹云母、沸石、硅藻土中的一種或兩種以上混合物；層狀或架狀硅酸鹽礦物的細(xì)度為60200目。采用上述礦物鋅肥的制備方法制備得到礦物鋅肥。本發(fā)明的作用原理為層狀或架狀硅酸鹽礦物具有很強(qiáng)的離子交換性能、高比表面積和表面活性；同時(shí)其可變電荷表面有較大的變化，可增強(qiáng)對肥料養(yǎng)分元素Zl^+的專性吸附。層狀或架狀硅酸鹽礦物在一定條件下與無機(jī)鋅肥反應(yīng)后，部分鋅離子會交換其層間域中的其它金屬陽離子、部分鋅離子會專性吸附在礦物表面位上、部分鋅離子會與礦物表面形成配位橋(弱)鍵、部分鋅離子會在礦物層間域中水解，從而增強(qiáng)了鋅元素的抗固定性和抗淋溶性能、延長肥效期，既提高養(yǎng)分的利用率，又使得所制備的礦物鋅肥具有較好的有效性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)本發(fā)明的制備工藝簡單，無需特殊專用設(shè)備，對現(xiàn)有無機(jī)鋅肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工改進(jìn)，投資少，易于工業(yè)化生產(chǎn)，有利于現(xiàn)有化肥廠的實(shí)施應(yīng)用；(2)本發(fā)明產(chǎn)率高，運(yùn)行成本低，所采用的加工原料為層狀或架狀硅酸鹽礦物，價(jià)格低廉，易于取得；(3)本發(fā)明所制備的礦物鋅肥，由于層狀或架狀硅酸鹽礦物與無機(jī)鋅肥中的養(yǎng)分進(jìn)行吸附、絡(luò)合和化學(xué)成鍵，延緩了鋅的釋放，有效地減少了鋅元素的淋失，從而在供肥上有"按需供給"或"按需釋放"的功能，提高了養(yǎng)分的利用率，經(jīng)濟(jì)效益好，市場前景比較廣闊。(4)本發(fā)明所制備的礦物鋅肥施入土壤后，對肥料養(yǎng)分具有控釋作用，當(dāng)肥料養(yǎng)分完全釋放后，它們自身就成為土壤中的組分，不僅不會對土壤造成污染和毒害，還能改善土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤保水保肥的能力，.是一種完全環(huán)保的鋅肥；而且抗淋溶能力強(qiáng)，肥料利用率高，肥效好，減少淋溶損失，有助于防止水體的富營養(yǎng)化。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1在無機(jī)鋅肥氯化鋅的生產(chǎn)過程中，在裝有100份含水量為40%的硫酸鋅料漿的蒸發(fā)器中加入細(xì)度為60目的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物絹云母3份，攪拌混合均勻后，再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的20%，經(jīng)噴漿造粒干燥得粒狀絹云母礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例2在無機(jī)鋅肥硫酸鋅的生產(chǎn)過程中，在裝有100份含水量為60%的硫酸鋅料漿的蒸發(fā)器中加入細(xì)度為80目的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物沸石IO份，攪拌混合均勻后，再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的25%，經(jīng)噴漿造粒干燥得粒狀沸石礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例3在無機(jī)鋅肥硫酸鋅的生產(chǎn)過程中，在裝有IOO份含水量為80%的硫酸鋅料漿的蒸發(fā)器中加入細(xì)度為200目的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物硅藻土30份，攪拌混合均勻后，再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的30%，經(jīng)噴漿造粒干燥得粒狀硅藻土礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例4在無機(jī)鋅肥氯化鋅的生產(chǎn)過程中，在裝有100份含水量為65%的硫酸鋅料漿的蒸發(fā)器中加入細(xì)度為100目的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物蛭石5份，攪拌混合均勻后，再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的30%,經(jīng)噴霧流化造粒干燥得粉狀蛭石礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例5在100份硝酸鋅粉末中，加入20份細(xì)度為150目的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物蒙脫石，攪拌混合均勻后加入25份水，再攪拌混合均勻并充分研磨，然后堆放陳化l天，擠壓造粒，最后烘干制得粒狀蒙脫石礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例6在IOO份無機(jī)硫酸鋅粉末中，加入8份細(xì)度為100目的層鏈狀硅酸鹽礦物坡縷石，攪拌混合均勻后加入9份水，再攪拌混合均勻并充分研磨，然后堆放陳化3天，擠壓造粒，最后烘干制得粒狀坡縷石礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例7在無機(jī)氯化鋅肥的生產(chǎn)過程中，在裝有IOO份含水量為60%的氯化鋅料漿的蒸發(fā)器中加入細(xì)度為100目的架狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物沸石2.5份，細(xì)度為100目的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物蒙脫石3.5份，攪拌混合均勻后，再蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的30%，經(jīng)噴漿造粒干燥得粒狀礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例8在IOO份無機(jī)硝酸鋅粉末中，加入4份細(xì)度為100目的硅藻土，細(xì)度為100目的海泡石6份，攪拌混合均勻后加入10份水，再攪拌混合均勻并充分研磨，然后堆放陳化3天，擠壓造粒，最后烘干制得粒狀礦物鋅肥產(chǎn)品。實(shí)施例9在100份氯化鋅粉末中，加入2份細(xì)度為200目的海泡石，2份細(xì)度為200目的絹云母，2份細(xì)度為200目的蛭石，攪拌混合均勻后加入9份水，再攪拌混合均勻并充分研磨，然后堆放陳化3天，最后噴霧流化造粒干燥，制得粉狀礦物鋅肥產(chǎn)品。蒙脫石礦物鋅肥抗淋溶性的測定在濾布上墊有少量潔凈石英砂(40g)的PVC管(直徑5cm，高30cm)中先裝入300g(約12cm高)過2mm篩的風(fēng)干石灰性土壤，再在其上裝入300g土壤與0.5g蒙脫石礦物鋅肥的混合物，土柱上再以少量潔凈石英砂(40g)覆蓋以防加水淋溶時(shí)擾亂土層，加普通硫酸鋅的土柱作為參考對照，以不加肥料的土柱作為空白對照，每個處理重復(fù)四次，淋溶時(shí)間共3d。第一次先加250mL水使土壤水分接近飽和，再以250mL水一次加入淋溶土柱，收集淋溶液。以刺有小孔的塑料薄膜封閉PVC管上口，室溫下培養(yǎng)，分別在第1、2、3d時(shí)，每次用250mL水進(jìn)行淋溶。對收集的各次淋溶液用蒸餾水定容至250mL，分析鋅的含量。淋溶實(shí)驗(yàn)的結(jié)果為在1、2、3d普通硫酸鋅肥的累積淋出率(扣除土壤本底)分別為8.9%、12.4%、16.7%;蒙脫石鋅肥的累積淋出率(扣除土壤本底)分別為5.1%、7.8%、10.6%。與普通鋅肥相比，蒙脫石礦物鋅肥具有較強(qiáng)的抗淋溶能力。礦物鋅肥盆栽試驗(yàn)盆栽試驗(yàn)盆栽試驗(yàn)設(shè)五個處理，每處理四次重復(fù)，每盆裝土2kg，連續(xù)種植2茬。氮肥用尿素，磷肥為磷酸二氫鉀，鉀肥為磷酸二氫鉀和氯化鉀，鋅肥有四種，分別為硫酸鋅(ZnS04*7H20)，記為S-Zn;蒙脫石鋅(鋅含量為10.17%)，記為Mt-Zn;蛭石鋅(鋅含量為5.41%)，記為Verm-Zn;沸石鋅(鋅含量為5.41%)，記為Zeo-Zn。N、P、K、Zn用量分別為100mgN/kg、100mgP2O5/kg、100mgK2O/kg，10mgZn/kg。按上述用量將N、P、K配成溶液在播前做基肥施入土壤，三天后再把鋅肥做基肥施入土壤。在施入土壤過程中將肥料與土壤充分混勻后再裝入盆中。供試作物為玉米，品種為金銀1號，連續(xù)種兩茬，在種植第二茬玉米時(shí)，每盆按50mgN/kg、30mgP2O5/kg、50mgK20/kg補(bǔ)施基肥。盆栽玉米第一造全生長期30天，每盆4株。第二造全生長期31天，每盆4株。試驗(yàn)結(jié)果見表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>石灰性土壤中的有效鋅的含量很低，僅為1.41mg/Kg,作物生長普遍缺鋅，因此適量施用鋅肥能顯著增加作物的生物產(chǎn)量。施用礦物鋅肥后，兩造玉米幼苗的生物產(chǎn)量都高于CK(未施用鋅肥)和普通鋅肥(硫酸鋅)，在第一造中Verm-Zn(蛭石鋅)的增產(chǎn)量最高，普通鋅肥(硫酸鋅)增產(chǎn)效果一般；而第二造中Mt-Zn(蒙脫石鋅)的增產(chǎn)量最高，普通鋅肥(硫酸鋅)增產(chǎn)效果也很一般。權(quán)利要求1、一種礦物鋅肥的制備方法，其特征在于在100重量份尚未濃縮的無機(jī)水溶性鋅肥料漿中加入3～30重量份的層狀或架狀硅酸鹽礦物，混合均勻；再將混合物蒸發(fā)濃縮至含水量為總重量的20～30％；最后造粒干燥，制備得到最終產(chǎn)品；所述未濃縮的無機(jī)水溶性鋅肥料漿含水量為總重量的40～80％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述造粒干燥為噴漿造粒干燥或噴霧流化造粒干燥或擠壓造粒干燥。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述無機(jī)水溶性鋅肥為硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅或鋅氨絡(luò)合物；所述層狀或架狀硅酸鹽礦物為蒙脫石、蛭石、坡縷石、海泡石、伊利石、絹云母、沸石、硅藻土中的一種或兩種以上混合物。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述層狀或架狀硅酸鹽礦物的細(xì)度為60200目。5、由權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述方法制得的礦物鋅肥。6、一種礦物鋅肥的制備方法，其特征在于在100重量份無機(jī)水溶性鋅肥粉末中，加入545重量份層狀或架狀硅酸鹽礦物和545重量份水，混合均勻并充分研磨；再將上述混合物陳化、擠壓造粒、烘干，制備得到最終產(chǎn)品。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述陳化時(shí)間為12天。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述無機(jī)水溶性鋅肥為硫酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅或鋅氨絡(luò)合物；所述層狀或架狀硅酸鹽礦物為蒙脫石、蛭石、坡縷石、海泡石、伊利石、絹云母、沸石、硅藻土中的一種或兩種以上混合物。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦物鋅肥的制備方法，其特征在于所述層狀或架狀硅酸鹽礦物的細(xì)度為60200目。10、由權(quán)利要求69中任一項(xiàng)所述方法制得的礦物鋅肥。全文摘要本發(fā)明提供了一種礦物鋅肥及其制備方法，其制備方法可采用在尚未濃縮的水溶性無機(jī)鋅肥料漿中加入層狀或架狀硅酸鹽礦物，混合均勻后蒸發(fā)濃縮，再造粒干燥，制備得到礦物鋅肥；其制備方法還可采用在無機(jī)鋅肥粉末中加入層狀或架狀硅酸鹽礦物和水，混合均勻并充分研磨，再陳化、擠壓造粒，烘干，制備得到礦物鋅肥。本發(fā)明的制備工藝簡單，無需特殊專用設(shè)備，投資少、成本低、易于工業(yè)化生產(chǎn)，有利于現(xiàn)有化肥廠的實(shí)施應(yīng)用；所制備的礦物鋅肥，在供肥上具有控釋功能，提高了鋅肥的利用率，而且抗淋溶能力強(qiáng)，能改善缺鋅土壤的結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)效益好，市場前景比較廣闊。文檔編號C05D9/02GK101205143SQ20071003268公開日2008年6月25日申請日期2007年12月18日優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日發(fā)明者吳平霄,廖宗文,朱能武申請人:華南理工大學(xué)