一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法。其主要內(nèi)容是將硅灰石、石膏、白泥、白云石等以及助添加劑A和B等按一定比例混合，采用攪拌、烘干、成型、焙燒、冷卻、球磨等工序，制備成含有鈣、硅、鎂、硫、氯等中量元素為主的復(fù)合肥料。肥料中的有效養(yǎng)分大于60%，其中有效氧化鈣大于25%，有效二氧化硅大于20%，有效氧化鎂大于5%，有效三氧化硫大于5%，有效氯含量大于2%，并含有多種微量元素，肥料呈弱堿性。本發(fā)明的生產(chǎn)原料多由天然礦物質(zhì)所組成，具有取材方便、成本低廉等優(yōu)勢，產(chǎn)品是一種用來調(diào)節(jié)酸性或鹽堿地土壤理化性質(zhì)、全面提升中微量元素水平的天然礦物質(zhì)復(fù)合肥料，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和市場推廣潛力。
【專利說明】一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型肥料領(lǐng)域，具體涉及一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“民以食為天，食以土為本”。近幾十年來，我國農(nóng)業(yè)也得到了快速的提升，但農(nóng)業(yè)資源環(huán)境狀況正在發(fā)生深刻的變化，尤其是土壤環(huán)境狀況。由于長期不合理的施肥方式，特別是化學(xué)肥料氮肥的大量施用、大氣酸沉降和工業(yè)污染物侵入，造成土壤板結(jié)、土壤毒化、土傳病害、土壤酸化、土壤鹽潰化等愈加嚴(yán)重，而土壤營養(yǎng)元素比例失調(diào)和酸化是其中的主要誘因，這其中包括鈣、硅、鎂、硫、氯等中量元素的全面缺失。據(jù)全國土壤測試分析，以上世紀(jì)80年代產(chǎn)量水平下的養(yǎng)分豐缺指標(biāo)衡量，全國耕地中量元素鈣在缺素臨界值以下的占64%，鎂占53%，缺硅約4000萬噸/年，另外，硫、氯等元素也有不同程度的缺失。全國耕地土壤酸堿度PH值30年平均下降了 0.6個(gè)單位，酸化耕地面積(pH〈5.5)從30年前的7%，上升到目前的18%;我國農(nóng)田、園地土壤酸化加劇，南方大部分地區(qū)、膠東半島和東北部分地區(qū)土壤酸化尤為嚴(yán)重，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，測土配方施肥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明:我國南方14省(區(qū)、市)土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%擴(kuò)大到65%，小于5.5的由20%擴(kuò)大到40%，小于4.5的由1%擴(kuò)大到4%，酸化最嚴(yán)重的廣東、廣西、四川等省(區(qū))，pH小于4.5的耕地土壤比例分別為13%、7%和4%。其直接后果是農(nóng)作物的產(chǎn)量下降，品質(zhì)降低、口感變差、有毒有害農(nóng)產(chǎn)品事件層出不窮。在此大背景下，土壤調(diào)理和農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)急需解決的重大問題，它們也是解決我國人口、資源與環(huán)境之間日益尖銳矛盾的重大課題，應(yīng)引起全社會的思考和關(guān)注。
[0003]眾所周知:土壤是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，在土壤結(jié)構(gòu)中，50%由土壤孔隙組成，內(nèi)含空氣和水份；而在另50%的土壤固體中，礦物質(zhì)占了 45%，有機(jī)質(zhì)占5%。這些礦物質(zhì)提供了植物生長所需要的營養(yǎng)元素磷、鉀、硅、鈣、硫、氯、鎂、鐵以及多種微量元素。它們的含量、種類和賦存形式直接影響著作物的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)。對于南方酸性土壤地區(qū)，長期以來，這些礦物質(zhì)營養(yǎng)元素得不到有效補(bǔ)充，加之酸性降水對這些營養(yǎng)元素的淋溶作用和作物吸收等因素，土壤中這些礦物質(zhì)元素非常缺乏，據(jù)廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的數(shù)據(jù):目前廣東土壤中缺鉀達(dá)90%以上，硅、鈣、鎂、硫等的缺乏程度維持在50%上下，并缺乏多種微量元素。因此，開發(fā)弱堿性的、以土壤缺乏的鈣、硅、鎂、硫、氯為主要成分的礦物質(zhì)復(fù)合肥料，在目前大背景下就顯得尤其重要和迫切。這種復(fù)合肥料能中和或抑制土壤的酸性，補(bǔ)充土壤所需要的中量元素組分，另一方面，它也是一場溯源型革命，從土壤被破壞的源頭，找尋各種元素的平衡規(guī)律，恢復(fù)土壤的原有性狀和理化性質(zhì)。它對于“調(diào)養(yǎng)” 土壤，提高耕地質(zhì)量和永續(xù)高效利用土地資源將起到極大的推動作用。本項(xiàng)目是將硅灰石活化，生產(chǎn)一種以中量元素為主的、帶有弱堿性特征的礦物質(zhì)肥料。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明以制備出一種以中量元素鈣、硅、鎂、硫、氯為主的礦物質(zhì)肥料為目的。且所制得的產(chǎn)品具有生產(chǎn)成本低、物料來源廣、市場潛力大的優(yōu)勢。
[0005]本發(fā)明通過在硅灰石中加入石膏、白泥、白云石，并在助添加劑的作用下，使硅灰石中的鈣、硅組分活化，并連同石膏、白泥和白云石中的鈣、硫、鎂、氯一起，組合成以鈣、硅、鎂、硫、氯為主要成分的、帶有弱堿性特征的中量元素肥料。一種利用硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥料的方法，按照質(zhì)量百分比計(jì)硅灰石20%~80%，石膏5%~60%，白泥6%~60%，白云石5%~65%，助添加劑A和B 1%~5%組成混合物料。其中，助添加劑A為鉀長石、白云母、伊利石或碳酸鉀中的一種以上；助添加劑B為芒硝、食鹽或氟化鈉中的一種以上。助添加劑A和B之間的重量用量比為1:0.5~1:2。將混合物料進(jìn)行球磨至粒徑小于
0.1Omm ;然后烘干至混合物料的含水率小于6% ;再將烘干后的混合物料成型加工成粒徑為I~2cm的球粒，并進(jìn)入活化窯內(nèi)進(jìn)行焙燒活化，溫度控制在800~1100°C，焙燒時(shí)間0.5~4小時(shí)；焙燒活化后的球粒進(jìn)行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料，最后包裝成袋。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:
(O生產(chǎn)原料均由天然礦物所組成，具有取材方便、成本低廉的特點(diǎn)，比現(xiàn)有復(fù)合的生產(chǎn)成本降低50%以上。
[0007](2)生產(chǎn)的復(fù)合肥料中中量元素組分齊全，可達(dá)到平衡施肥的效果。
[0008](3)利用特制的助添加劑，可使活化溫度從傳統(tǒng)的1200°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)以上，縮短到800~1100°C，焙燒時(shí)間0.5~4小時(shí)，生產(chǎn)過程中的能耗大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為中量元素礦物質(zhì)肥料制`備工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
某肥料公司是一種生產(chǎn)氮磷鉀復(fù)合肥料的大型國有企業(yè)。采用此工藝生產(chǎn)中量元素肥料，作為添料加入到氮磷鉀復(fù)合肥料中，可使原有的復(fù)合肥料成分更加全面，營養(yǎng)更趨于均衡，且生產(chǎn)成本下降了近55%。其主要工藝流程如圖1所示。所采用的礦物質(zhì)原料(按照質(zhì)量百分比計(jì))配伍為:硅灰石50%，石膏12%，白泥25%，白云石12%，助添加劑A和B為1%，其中助添加劑A為鉀長石+白云母(質(zhì)量比1:1);助添加劑B為芒硝+食鹽(質(zhì)量比1:1)，助添加劑A與B之間的重量用量比也為1:1。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進(jìn)行球磨至粒徑小于0.074mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于5% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑約2cm的球粒，并進(jìn)入活化窯內(nèi)進(jìn)行焙燒，溫度控制在900°C，焙燒時(shí)間I小時(shí)?；罨蟮那蛄＿M(jìn)行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗(yàn)得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于72%，其中有效氧化鈣大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化鎂大于6%，有效三氧化硫大于6%，有效氯含量大于2.5%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的pH=10.2，生產(chǎn)成本可控制在550元/噸以下。是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合肥料。
[0011]實(shí)施例2
山西某肥料公司采用此工藝生產(chǎn)中量元素肥料的物料(按照質(zhì)量百分比計(jì))配伍為:硅灰石37%，石膏25%，白泥26%，白云石10%，助添加劑A和B為2%，其中助添加劑A為伊利石+碳酸鉀(質(zhì)量比1:1);助添加劑B為食鹽+氟化鈉(質(zhì)量比1:1)，助添加劑A和B之間的重量用量比為1:2。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進(jìn)行球磨，球磨至粒徑小于0.090mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于6% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑約1.5cm的球粒，并進(jìn)入活化窯內(nèi)進(jìn)行焙燒，溫度控制在950°C，焙燒時(shí)間1.5小時(shí)?；罨蟮那蛄＿M(jìn)行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗(yàn)得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于65%，其中有效氧化鈣大于31%，有效二氧化硅大于21%，有效氧化鎂大于5.5%，有效三氧化硫大于5.4%，有效氯含量大于3.0%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的PH=Il.3，生產(chǎn)成本可控制在520元/噸以下。是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合肥料，可用于補(bǔ)充酸性或鹽堿地土壤所需要的鈣、硅、鎂、硫、氯等營養(yǎng)成分。
[0012] 實(shí)施例3
廣東某肥料公司是一種生產(chǎn)土壤調(diào)理劑的大型私營企業(yè)。采用此工藝生產(chǎn)中量元素，生產(chǎn)成本下降了近51%，所采用的礦物質(zhì)原料(按照質(zhì)量百分比計(jì))配伍為:硅灰石60%，石膏10%，白泥20%，白云石9%，助添加劑A和B為1%(這幾個(gè)物質(zhì)質(zhì)量相加不為100%)，其中助添加劑A為伊利石+白云母(質(zhì)量比1:1);助添加劑B為芒硝+氟化鈉(質(zhì)量比1:1)，助添加劑A和B之間的重量用量比也為1:0.75。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進(jìn)行球磨至粒徑小于0.074mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于5% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑約2cm的球粒，并進(jìn)入活化窯內(nèi)進(jìn)行焙燒，溫度控制在1050°C，焙燒時(shí)間40分鐘?；罨蟮那蛄＿M(jìn)行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗(yàn)得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于63%，其中有效氧化鈣大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化鎂大于6%，有效三氧化硫大于6%，有效氯含量大于2%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的PH=Il.2，生產(chǎn)成本可控制在530元/噸。是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合肥料，可調(diào)理南方地區(qū)酸化的`土壤，補(bǔ)充土壤缺乏的中量元素營養(yǎng)組分。
【權(quán)利要求】
1.一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，生產(chǎn)原料以質(zhì)量百分比(%)計(jì)，由以下物料組成混合物料:硅灰石20~80石膏5~60白泥6~60白云石5~65 助添加劑A和BI~5 ; 再將上述混合物料經(jīng)過球磨，烘干，成型加工，焙燒活化，冷卻，粉碎，制得礦物質(zhì)復(fù)合肥料，最后包裝成袋。
2.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述的助添加劑A為鉀長石、白云母、伊利石或碳酸鉀中的一種以上。
3.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述的助添加劑B為芒硝、食鹽或氟化鈉中的一種以上。
4.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，助添加劑A和B之間的質(zhì)量比為1:0.5~1:2。
5.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述球磨為將混合物料球磨至粒徑小于0.10mm。
6.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述烘干是將混合物料烘干至含水率小于6%。
7.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述成型加工是將烘干后的混合物料成型加工成粒徑為I~2cm的球粒。
8.由權(quán)利要I所述的一種硅灰石活化生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥的方法，其特征為，所述焙燒活化的溫度控制在800~1100°C，時(shí)間為0.5~4小時(shí)。
【文檔編號】C05G1/00GK103483039SQ201310399630
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】石林 申請人:華南理工大學(xué)