專利名稱：海泡石長效肥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氮肥，尤其是海泡石長效肥。
施用氮肥是農(nóng)作物增產(chǎn)的一項重要措施，但其利用率低，使增產(chǎn)效果日漸降低，更為嚴重的是污染生態(tài)環(huán)境。這是因為氮肥制備是從合成氨開始的，合成氨是制造氮肥的基本原料，由合成氨加工成的氮肥按其氮素形態(tài)分為銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、硝銨態(tài)氮肥、酰銨態(tài)氮肥、氰銨態(tài)氮肥。現(xiàn)氮肥中常用的碳酸氫銨(氮銨)、尿素、硫銨、氯銨等是銨態(tài)氮肥，銨態(tài)氮肥常易引起銨的揮發(fā)。例如碳銨是由NH4+和HCO3-這兩種離子半徑大，離子間引力小結(jié)合弱所組成的無色單斜晶體，易分解成氨(HN3)、二氧化碳(CO2)和水(H2O)，造成氨的揮發(fā)損失，大部分氮素進入環(huán)境造成污染，因而氮素利用率低。據(jù)用N15同位素示蹤法測定，硫銨[(NH4)SO4]利用率為44.1％，尿素[(NH4)2CO]利用率為39.1％，碳銨利用率為26.3％，粉狀碳銨表施水稻的利用率還只有(23.3±6)％。施用氮肥雖然可產(chǎn)生種種負面問題，但目前氮肥用量還是不少，在增加糧食產(chǎn)量的作用中它所占份額居磷(P)、鉀(K)等肥料之上。因此氮肥的長效增效以提高其利用率成為當今世界肥料領(lǐng)域里的難題，如此就有以各種形態(tài)的氮肥經(jīng)進一步加工以提高其利用率的緩釋態(tài)氮肥的研制與發(fā)明。已有的緩釋態(tài)氮肥采用兩種工藝制造(1)通過化學方法制備而成的脲甲醛、草酰銨等；(2)利用包膜和壓?？刂频蒯尫潘俾?，如涂層尿素、壓粒碳銨、顆粒肥料等。而尋求一種天然礦物質(zhì)，利用其特性對氮肥也能起到氮素的緩釋，不污染環(huán)境還可改良土壤，這是近年來農(nóng)業(yè)地質(zhì)學和材料礦物學研究的新課題。
本發(fā)明的目的是提供一種用礦物材料與氮肥物理混合，利用礦物材料的特性達到使氮肥緩釋以提高其利用率，同時礦物材料中所含某些無素還可作為養(yǎng)分，其物理結(jié)構(gòu)又能改良土壤，而且既能使農(nóng)作物增產(chǎn)，又無環(huán)境污染的海泡石長效肥。
海泡石是一種具有層間域離子交換性能、強吸附性能和強分散性能(抗結(jié)塊)的粘土礦物，同時又含有作物所需養(yǎng)分的一種粘土礦物。海泡石的許多特性能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用，主要用途有四一是它的礦物結(jié)構(gòu)決定其孔隙率很高，孔隙的比表面積達到800-900平方米/克，故其吸附性強，居所有礦物之首，它吸附的水份可達自身重量的200-250％，它能固定土壤的有效養(yǎng)分，如使速鉀成為“緩效性鉀”，堿解氮成為“遲效態(tài)氮”，它們在一定條件下，按植物需要規(guī)律再釋放出來。因此它是化肥，特別是氮肥的氮素緩釋劑；二是它吸附其它物質(zhì)即使在浸透狀態(tài)下，也具有不崩解的力學抗性，故其分散性能好，可用于防止化肥、農(nóng)藥吸潮而結(jié)塊的分散劑，使之長期保持分散狀態(tài)而不失其功效；三是它在溶液中，易于解散形成不規(guī)則的纖維網(wǎng)絡，包括該溶液介質(zhì)而表現(xiàn)為很強的流變性使之成為穩(wěn)定的懸膠液，可用作育種的懸浮劑；四是它是一種粘土礦物，加入到砂性重的土壤中可增加粘粒，它的孔隙很發(fā)育，加入到粘性重的土壤可提高其導液性和透氣性。因此它也是一種優(yōu)良的土壤改良劑。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明包括氮肥(碳銨、尿素、硫銨、氯銨)，磷肥、鉀肥，上述的肥料為粉狀或粒狀。其特征是(1)、在上述肥料中，分別加入一定比例的海泡石礦粉配制成海泡石氮肥，海泡石復混肥。其中的海泡石礦粉中的海泡石含量應大于25％，其化學成份中的SiO2含量范圍應是55-65％，MgO含量應是20-25％，海泡石礦粉細度應大于200目，一般為300目左右，水份應小于5％；(2)、所述的海泡石氮肥種類及其配制比例如下①海泡石碳銨海泡石礦粉10-20％，碳銨80-90％；②海泡石尿素海泡礦礦粉5-10％，尿素90-95％；③海泡石硫銨海泡石礦粉7-15％，硫銨85-93％；④海泡石氯銨；海泡石礦粉7-15％，氯銨85-93％。
(3)所述的海泡石復混肥包括水稻專用復混肥，棉花專用復混肥；以海泡石氮肥、磷肥、鉀肥根據(jù)作物養(yǎng)分需要有效成份按一定比例配制。
下面對本發(fā)明的配比和制備工藝結(jié)合實施例加以詳細說明。
一、材料1、海泡石海泡石礦的礦物成分主要是海泡石、石英、滑石、方解石，化學成分主要為Si、Mg，其分子式為Mg5[Si12O30](CH)4BH2O。作為海泡石長效肥的海泡石礦必須滿足下列三個條件。
1)海泡石礦物含量應大于25％，礦石中海泡石的測定通過以下步驟①采樣在已加工的礦粉中隨機采集，不小于5個采樣點采樣配為一個樣品。
②制樣將配制好的樣品倒入試樣框架內(nèi)，垂直壓緊成型，其面即作為測試面。
③測試用X衍射儀掃描。
④礦物成分確定每個樣品至少重復制樣三次，每個制成的樣品必須掃描二次，然后按衍射線累積程度，根據(jù)公式求出海泡石、石英、方解石、滑石等的含量。
2)海泡石礦的化學成分中的SiO2含量范圍應是55-65％，MgO含量范圍應是20-25％，它們是按上述采樣方法采集的樣品，進行硅酸鹽全分析確定的。
3)由海泡石礦加工成的海泡石礦粉，通過下列步驟完成，每個步驟必須滿足所要求的條件。
①原礦除雜在采礦(一般為露天礦開采)時，手工除掉石塊、樹根等雜物。
②干燥除水要求在100℃以下進行，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模可采用A、自然干燥如陽光下曬干、涼干。
B、干燥設(shè)備干燥如熱風機干燥。
③加工成礦粉要求細度＞200目，一般為300目左右，水分＜5％，可用R型雷蒙機進行粉碎。
2、符合國際要求的氮肥、鉀肥以及配肥用的微量元素。
二、制備工藝1、按一定比例海泡石礦粉與氮肥混合，要求其均勻度達95％以上，視生產(chǎn)量可采用①手工混合由2-3人用鐵鏟反復拌勻不少于三次。
②機械混合物料由皮帶輸送入攪拌機攪拌均勻。
2、拌勻后裝入有塑膜襯底的編織袋，裝袋密封，袋面標明產(chǎn)品質(zhì)量標準、重量。
三、實施例1、海泡石氮肥①海泡石碳銨海泡石礦粉10-20％，碳銨80-90％。
②海泡石尿素海泡石礦粉5-10％，尿素90-95％。
③海泡石硫銨海泡石礦粉7-15％，硫銨85-93％。
④海泡石氯銨海泡石礦粉7-15％，氯銨85-93％。
例如施于早稻的海泡石碳銨1000千克，需碳銨800千克，海泡石礦粉200千克，在常溫下混合，均勻度應在95％以上。晚稻的海泡石碳銨1000千克需碳銨850千克，海泡石礦粉150千克，在常溫下混合，均勻度應在95％以上。以上②、③、④種配制方法相同。
2、海泡石復混肥以海泡石氮肥、磷肥、鉀肥根據(jù)作物養(yǎng)分需要按一定有效養(yǎng)分比例配制。
①水稻專用復混肥按海泡石氮肥、磷肥、鉀肥的有效養(yǎng)分根據(jù)測土配肥原則，其比例為N∶P2O55∶K2O＝1∶0.34∶0.35-1∶0.5∶0.6，同時添加一定的微量元素，如配制水稻專用復混肥1000千克，需要海泡石碳銨470千克、海泡石尿素130千克、鈣鎂磷肥275千克、氯化鉀125千克、一水硫酸鋅2.5-5千克(氮、磷、鉀肥用量相應共減少2.5-5千克)。
②棉花專用復混肥按海泡石氮肥、磷肥、鉀肥的有效養(yǎng)分比例N∶P2O5∶K2O＝1∶0.35∶0.75以及添加一定的微量元素，如配制棉花專用復混肥1000千克，需要海泡石尿素300千克、海泡石碳銨100千克、過磷酸鈣420千克、氯化鉀180千克、微量元素硼+鋅5-10千克(氮、磷、鉀肥相應共減少5-10千克)。
③復混肥的制備工藝A、按海泡石氮肥要求的工藝，按比例制成海泡石氮肥。
B、按專用復混肥提供的比例與海泡石氮肥制備工藝相同要求制成專用復混肥。
C、按用戶需要可以將海泡石復混肥粉加工成顆粒肥，顆粒肥制造有多種設(shè)備如復混碾式造粒機即是。
本發(fā)明進行了一系列相關(guān)試驗，有盆栽、小試、大田試驗，其結(jié)果簡要說明如下一、以海泡石礦粉替代適量碳銨而成的海泡石碳銨與普通碳銨的對比1、施海泡石碳銨的水層中NH4-N濃度低，且其降低速度很快，普通碳銨降到1毫克/升以下需要60天，而海泡石碳銨只需21天到45天，這就充分表明施用海泡石碳銨使其氮素從水層中揮發(fā)和從灌溉中流失大為降低。
2、與施海泡石碳銨的水層中NH4-N濃度降低相反的是土壤中的NH4-N濃度增高。其它養(yǎng)分如速K、代換性Ca、代換性Mg也增高，如速K有效養(yǎng)分達到54.6％，代換性Ca達到106.7％，NH4-N超過50％。土壤的有效養(yǎng)分高是因海泡石對其吸附，而在后期釋放出來。因此施海泡石的前期水層中的NH4-N濃度低，將其排掉后，經(jīng)過一個多月后，重新灌水，水中NH4-N濃度增高。
3、海泡石能有效地抑制碳銨的揮發(fā)，碳銨的揮發(fā)率線為同一鈄率直至揮發(fā)完，而加入海泡石礦粉后，前期揮發(fā)率曲線相同，后期則不同變?yōu)殁^率很低的近乎平線，表明揮發(fā)率很低。此時約有20-30％的碳銨被海泡石吸附，被吸附的這一部分顯然能在后期中釋放出來供作物所吸取。
通過試驗結(jié)果表明，本發(fā)明能有效地抑制銨解氮，使植株總吸氮量提高7-8％，延長保水期7-26天；土壤中的有效鉀、代換性鈣和鎂都有不同程度的提高。
三、本發(fā)明施用農(nóng)作物都有顯著增產(chǎn)效果。
1、通過海泡石長效肥在水稻、棉花、花卉等作物約6500畝，11批次田間試驗結(jié)果，水稻增產(chǎn)8-15％，棉花增產(chǎn)9.51-13.8％，花卉綠葉數(shù)提高14％左右，葉色色度提高27％。
2、海泡石粉添加到化肥中，可以減少氮素肥料用量，最主要之點是使化肥特別是氮肥緩釋，綜合考慮土壤中堿解氮的增加部分，氮肥的氮素利用率可提高10-12％。
四、本發(fā)明可減少對環(huán)境的污染由于海泡石礦粉可取代10-20％的氮肥，取其平均為15％，如按湖南年產(chǎn)量氮肥534.75萬噸(1996年統(tǒng)計值)，那么則每年有80.2萬噸不進入環(huán)境，如其中30％為有效利用率(作物吸收)，則減少了對環(huán)境的污染量70％即56萬噸；又以氮肥總產(chǎn)的85％施用于農(nóng)作物，如提高氮素利用率10％，則減輕了對環(huán)境的污染量有45.4萬噸。減少如此之多的氮肥不污染環(huán)境，還能提高地力改良土壤，又能提高作物產(chǎn)量10％左右，如果沒有一項耗資巨大的環(huán)保工程那么是根本無法實現(xiàn)的。因此實際上可以認為，農(nóng)業(yè)上施用海泡石長效肥是一項不復雜易于實施的保護生態(tài)農(nóng)業(yè)的重大環(huán)保工程。
權(quán)利要求
1.一種海泡石長效肥，包括氮肥(碳肥、尿素、硫銨、氯銨)，磷肥、鉀肥，上述肥料為粉狀或粒狀，其特征是(1)、在上述肥料中，分別加入一定比例的海泡石礦粉配制成海泡石氮肥，海泡石復混肥；海泡石礦礦粉中的海泡石含量應大于25％，其化學成分中的SiO2含量范圍應是55-65％，MgO含量應是20-25％，海泡石粉細度應大于200目，水份應小于5％；(2)、所述的海泡石氮肥種類及其配制比例如下①海泡石碳銨海泡石礦粉10-20％，碳銨80-90％；②海泡石尿素海泡石礦粉5-10％，尿素90-95％；③海泡石硫銨海泡石礦粉7-15％，硫銨85-93％；④海泡石氯銨海泡石礦粉7-15％，氯銨85-93％。(3)、所述的海泡石復混肥包括水稻專用復混肥，棉花專用復混肥；它是以海泡石氮肥、磷肥、鉀肥根據(jù)作物養(yǎng)分需要按一定有效養(yǎng)分比例配制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海泡石長效肥，其特征是水稻專用復混肥是按海泡石氮肥、磷肥、鉀肥的有效養(yǎng)分比例N∶P2O5∶K2O＝1∶0.34∶0.35-1∶0.5∶0.6，同時添加一定的微量元素配制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海泡石長效肥，其特征是棉花專用復混肥是按海泡石氮肥、磷肥、鉀肥的有效養(yǎng)分比例N∶P2O3∶K2O＝1∶0.35∶0.75以及添加一定的微量元素配制而成。
全文摘要
一種海泡石長效肥,它包括氮肥(碳銨、尿素、硫銨、氯銨),鉀肥、磷肥,其特征是在上述肥料中,分別加入一定比例的海泡石礦粉配制成海泡石氮肥、海泡石復混肥。本發(fā)明有效地抑制銨解氮,使植株總吸氮量提高7—8%,延長保水期7—26天,土壤中有效鉀、代換性鈣和鎂有不同程度的提高。通過水稻、棉花、花卉等作物約6500畝,11批次田間試驗結(jié)果,水稻增產(chǎn)8—15%,棉花增產(chǎn)9.51—13.8%,花卉綠葉數(shù)提高14%左右,本發(fā)明的應用有近1/5氮素不進入環(huán)境,大幅度減少對環(huán)境的污染。
文檔編號C05D9/00GK1244517SQ99115548
公開日2000年2月16日 申請日期1999年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月31日
發(fā)明者童潛明, 楊慧敏 申請人:湖南省地質(zhì)研究所