本發(fā)明屬于農用化肥領域，具體涉及一種硅酸化肥及其制備工藝。
背景技術：
眾所周知，植物的機體中都包含有一定數(shù)量的二氧化硅，二氧化硅是植物機體的重要組成物質。植物在其生長過程中需要不斷地從周圍環(huán)境吸收二氧化硅，植物吸收的二氧化硅來源于溶解于土壤水份中的硅酸。研究表明，溶解于自然水體中的二氧化硅實際上是以硅酸的形態(tài)存在。土壤中的二氧化硅的含量很高，但土壤中的二氧化硅并不能直接溶解于水，二氧化硅要先與水發(fā)生水合反應生成硅酸后才能溶解于水，但是在自然條件下二氧化硅的水合反應是極其緩慢的，釋放的硅酸非常稀少，以致土壤水份中二氧化硅的含量常常不能滿足植物生長的需要。因此農業(yè)生產需要使用硅肥?，F(xiàn)在的硅肥均是以硅酸鈣作為有效成分制成，但是硅酸鈣的水解反應是一種平衡常數(shù)很小的可逆反應，硅酸鈣向周圍水體釋放的硅酸量非常有限，而且硅酸鈣本身具有很強的水凝性，硅酸鈣分子與水分子反應后會形成堅固的立體網狀結構，因而硅酸鈣在水中會逐漸結塊變硬，失去原有的水解活性，由于這個原因，含在硅酸鈣中的所謂“有效二氧化硅”的真正有效利用率不到其實際含量的IO%，這就造成了很大的浪費。而且現(xiàn)有的以硅酸鈣為有效成份的各種硅肥均呈堿性，不能與氮肥、磷肥混合使用，一般只能作為基肥單獨使用。而以硅酸為有效成分的化肥，目前尚未見有報道。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，提供一種硅酸化肥及其制備方法。本發(fā)明的硅酸化肥的有效成分是硅酸，而且硅酸含量高，成品呈微酸性。本發(fā)明以硅酸鈉或含硅酸鈣的料塊為原料，通過酸中和硅酸鹽制各硅酸膠體溶液，再將溶液中的硅酸凝聚沉淀，就得到硅酸含量很高的硅酸化肥。
制備硅酸化肥的原理是：在水溶液中，用無機酸中和硅酸鹽，生生成硅酸的膠體溶液；再用動物膠凝聚沉淀法或加熱膠凝沉淀法破壞膠體溶液使硅酸沉淀，再經過濾、洗滌、中和、干燥、粉碎就得到硅酸化肥，雖然在有些情況下這兩種沉淀硅酸的方法都可以用，但從工藝角度看，動物膠凝聚沉淀法優(yōu)點較多。動物膠是從動物的皮或骨提取的蛋白質，工業(yè)品名為明膠和牛皮膠的都屬于動物膠；制備硅酸化肥時，適用的硅酸鹽為硅酸鈉和硅酸鈣，適用的無機酸為硫酸、鹽酸、磷酸和碳酸（可由二氧化碳加水形成）。
本發(fā)明的技術方案。硅酸化肥，其特征在于，該硅酸化肥的硅酸含量≥15%，飽和浸出液的PH值≤6.0。
上述硅酸化肥的制備方法，按下述步驟制備：
a、取硅酸鈉或含硅酸鈣的料塊為原料，得A品；
b、將A品中和，制成硅酸膠體溶液，得B品；
c、將B品進行沉淀處理，所得物品為C品；
d、將C品過濾、洗滌、中和，得D品；
e、將D品干燥、粉碎得成品。
上述的硅酸化肥制備方法中，所述的A品為硅酸鈉時；步驟b為：將A品制成濃度為15-45%的硅酸鈉溶液，加入硫酸或鹽酸，使中和后的溶液的PH值不超過7，得到的硅酸膠體溶液作為B品；步驟c有cl和c2兩種沉淀方法：cl為加熱膠凝沉淀法，該方法是將B品加熱、保溫，使B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品為C品：c2是動物膠凝聚沉淀法，該方法是向B品加入硫酸或鹽酸，使硅酸膠體溶液的酸度達到0.1-2摩爾／升，再加入濃度為1-5%的動物膠溶液，再加熱、保溫，使B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品為C品；步驟d為：將C品過濾得到沉淀物濾餅，洗滌濾餅以去除可溶解的鹽類雜質，再用氨水洗滌濾餅，至洗水顯中性或微堿性時，過濾得D品。
上述的硅酸化肥制各方法，所述的步驟c中：加熱膠凝沉淀法是將B品加熱到90-100℃、保溫1-5小時，使B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品為C品：動物膠凝聚沉淀法是向B品加入硫酸或鹽酸，使硅酸膠體溶液的酸度達到0.1-2摩爾／升，再加入濃度為1-5%、硅酸膠體溶液體積量5-50%的動物膠溶液，再加熱到60-80℃、保溫1-3小時，使B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品為C品；所述的步驟d為：將C品過濾得到沉淀物濾餅，洗滌濾餅以去除可溶解的鹽類雜質，再用濃度為10-15%氨水洗滌濾餅，至洗水顯中性或微堿性時，過濾得D品。
上述的硅酸化肥制各方法中，所述的A品為含硅酸鈣的料塊時；將A品中和，制成硅酸膠體溶液，有三種方法；
一種是硫酸中和法，對應的步驟b為，將A品粉碎后裝入反應容器中，加AA品重量10～25倍的水，邊攪拌邊加入硫酸，至溶液的PH值≤6.5時，停止加酸，過濾，得到的濾渣為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液；對應的步驟c為，采用動物膠凝聚沉淀法，該方法是向B液中加入硫酸，使B液的酸度達到0.1-2摩爾／升，再加入濃度為5-35%、B液體積量3-50%的動物膠溶液，再加熱、保溫，待B液中的硅酸完全沉浞，再加AB渣，攪拌均勻，得到的物品為c品；對應的步驟d為，將c品過濾得到沉淀物濾餅，水洗濾餅除酸，再用氨水洗滌濾餅，至洗水顯中性或微堿性時，過濾得D品；
一種是二氧化碳中和法，對應的步驟b為，將A品粉碎后裝入反應容器中，加AA品重量5～20倍的水，邊攪拌邊通入二氧化碳氣體，至溶液的PH值≤6.5時，停止通氣，過濾，得至0的濾渣為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液：對應的步驟c為，采用膠凝沉淀法，該方法是將B液加熱、保溫，待B液中的硅酸完全沉淀，再加入B渣，攪拌均勻，得到的物品為C品：對應的步驟d為，將C品過濾得到沉淀物濾餅，得D品：
一種是磷酸中和法，對應的步驟b為，將A品粉碎后裝入反應容器中，加入A品重量5～20倍的水，邊攪拌邊加入磷酸，至溶液的PH值為4.5-6時，停止加酸，過濾，得到的濾渣為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液：對應的步驟c為，采用膠凝沉淀法，該方法是悔B液加熱、保溫，待B液中的硅酸完全沉淀，再加入B渣，攪拌均勻，得到的物品為C品；對應的步驟d為，將C品過濾得到沉淀物濾餅，得D品：
上述的硅酸化肥制備方法中。采用硫酸中和法時；對應酌步驟c中，所述的加熱、保溫，是加熱到70-100℃、保溫1-2小時；對應的步驟d中，所述的用氨水洗滌濾餅，是用濃度5-10%氨水洗滌濾餅；采用二氧化碳中和法時；對應的步驟c中，所述的加熱、保溫，是加熱到80-100℃、保溫1-4小時：采用磷酸中和法時：對應的步驟c中，所述的加熱、保溫，是加熱到80-100℃、保溫1-4小時。
前述的硅酸化肥制備方法中，步驟a中所述的含硅酸鈣的料塊是煉鐵爐渣、黃磷爐渣或錳鐵爐渣的渣塊，還可以是用石灰石和粘土燒制的料塊。
本發(fā)明制備方法中：硅酸鈉溶液與酸發(fā)生中和反應生成硅酸的膠體溶液，化學反應式為，Na2Si03+H2S04→Na2S04+H2Si03，Na2Si03+2HCl→2NaCI+H2Si03;用硫酸與硅酸鈣發(fā)生中和反應生成硅酸的膠體溶液，化學反應式為，CaSi03+H2S04+2H20→CaS04·2H20 I +H2Si03:用磷酸與硅酸鈣發(fā)生中和反應生成硅酸的膠體溶液，化學反應式為，CaSi03+H3P04+2H20→CaHP04·2H20 I +H2Si03;用二氧化碳與硅酸鈣發(fā)生中和反應生成硅酸的膠體溶液，化學反應式為，CaSi03+C02+H20→CaC03↓+H2Si03。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的是一種以硅酸為有效成分的硅酸化肥。本發(fā)明的硅酸化肥中硅酸含量高，成品呈微酸性。本發(fā)明是以硅酸鈉或含硅酸鈣的料塊為原料，通過酸中和硅酸鹽制各硅酸膠體溶液，再將硅酸的膠體溶液凝聚沉淀，就得到硅酸含量很高的硅酸化肥
。采用本發(fā)明制備的硅酸化肥具有以下特點。
1、本發(fā)明的硅酸化肥中，硅酸的最高含量可達98%以上。施于田間后不結塊、不變質、長期有效。其中二氧化硅的利用率可達100%，大大高于現(xiàn)有的硅酸鈣化肥。有效成分硅酸的含量高，利用率高。
2、本發(fā)明的硅酸化肥，溶解度適中，肥效快，既能滿足植物生長的需要，又不易被大雨沖走流失。既可作基肥，又可作追肥。
3、施用本發(fā)明的硅酸化肥，可使土壤水份中的二氧化硅的含量達到和超過250mgsi02/升的“臨界值”，有利于最大限度地發(fā)揮硅肥的增產效果。
4、本發(fā)明的硅酸化肥呈微酸性，可以與氮肥、磷肥、鉀肥等常用化肥配制成復合肥料，使用更方便。
5、本發(fā)明的制作方法簡單，投資小，生產成本低。
具體實施方式
實施例1 用硅酸鈉制備硅酸化肥
a、取固體硅酸鈉(Na2Si03·9H20)為原料，得A品；
b、將A品制成濃度為25%的硅酸鈉溶液，加入鹽酸進行中和反應，使硅酸鈉溶液的PH值不超過6.5，得到的硅酸膠體溶液作為B品：化學反應式為：Na2Si03+2HC→2NaCl+H2Si03
c、用加熱膠凝沉淀法，將B品轉入沉淀槽，加熱到80-100℃、保持溫度3小時，待B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品作為C品；
d、將C品送入真空過濾機過濾，用淆水洗滌沉淀物以脫除可溶解的鹽類雜質，然后繼續(xù)用濃度為8%的稀氨水洗滌沉淀物，待洗水呈微堿性時，停止洗滌，過濾得D品：
e、將D品干燥、粉碎，得到硅酸化肥顆粒。該硅酸化肥的硅酸含量為80%，飽和浸出液的PH值為5.5。飽和浸出液中的二氧化硅的濃度為360mgsi02/升。
實施例2 用硅酸鈉制各硅酸化肥
a、取固體硅酸鈉為原料，得A品：
b、將A品制成濃度為25%的硅酸鈉溶液，加入硫酸進行中和反應，使硅酸鈉溶液的PH值不超過6.5，得到的硅酸膠體溶液作為B品；化學反應式為：CaSi03+C02+H20→CaC03↓+H2Si03:
c、用動物膠凝聚沉淀法，向B品加入硫酸使硅酸膠體溶液的酸度達到0-1摩爾／升，再加入濃度為2%、硅酸膠體溶液體積量10%的動物膠溶液，再加熱到60-800C、保持溫度1小時，待B品中的硅酸完全沉淀，得到的物品為C品：動物膠是從動物的皮或骨中提取的蛋白質，可以用市售的牛皮膠或明膠等；
d、將c品送入真空過濾機過濾，用清水洗滌沉淀物以脫除可溶解的鹽類雜質，然后繼續(xù)用濃度8%的稀氨水洗滌沉淀物，待洗水呈微堿性時，停止洗滌，過濾得D品；
e、將D品干燥、粉碎，得到硅酸化肥顆粒。該硅酸化肥的硅酸含量為98.7%，飽和浸出液的PH值為5.5，飽和浸出液中的二氧化硅的濃度為390mgsi02／升。
實旌例3 用含硅酸鈣的料塊制備硅酸化肥
a、取煉鐵爐渣(也可以是黃磷爐渣或錳鐵爐渣，還可以是用石灰石和粘土燒制的料塊)為原料，得A品：
b、將A品粉碎后裝入反應容器中，加入A品重量10倍的水，邊攪拌邊加入硫酸，至溶液彭JPH值≤6.5時，停止加酸，過濾，得到的濾渣是富含硅酸的硫酸鈣沉淀，作為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液；化學反應式為，CaSi03+H2S04+2H20→CaS04·2H20 l +H2Si03;
c、用動物膠凝聚沉淀法，向B液中加入硫酸，使B液的酸度達到1摩爾／升，再加入濃度為1%、B液體積量10%的動物膠溶液，再加熱到60-80℃、保溫，待B液中的硅酸完全沉淀，再加入B渣，攪拌均勻，使硅酸沉淀吸附在硫酸鋝沉淀上，得到的物品為C品；動物膠可以用牛皮膠或明膠等；
d、將-c品送入真空過濾機過濾，得到沉淀物濾餅，水洗濾餅除去殘余硫酸，用濃度5-10%的氨水洗滌濾餅，至洗水的PH值≥7時，停止洗滌，過濾得D品；
e、將D品干燥、粉碎，得到成品顆粒。該成品是以硫酸鈣為載體的硅酸化肥，硅酸含量為13.2%，飽和浸出液的PH值為6。
實施例4 用含硅酸鈣的料塊制各硅酸化肥（二氧化碳中和法）
a、取煉鐵爐渣(也可以是黃磷爐渣或錳鐵爐渣，還可以是用石灰石和粘土燒制的料塊)為原料，得A品；
b、將A品粉碎后裝入反應容器中，加入A品重量10倍的水，邊攪拌邊通入二氧化碳氣體至溶液的PH值≤6.5時，停止通氣，過濾，得到的濾渣是富含硅酸的碳酸鈣沉淀，作為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液；
c、采用膠凝沉淀法，將B液加熱到80 -100℃、保溫3小時，待B液中的硅酸完全沉淀，再加入B渣，攪拌均勻，使硅酸沉淀吸附在碳酸鈣沉淀上，得到的物品為C品：
d、將C品送入真空過濾機過濾，得到沉淀物濾餅為D品；
e、將D品干燥、粉碎，得到成品顆粒。該成品是烈碳酸鈣為載體的硅酸化肥，硅酸含量為18. 3%，飽和浸出液的PH值為6。
實施例5 用含硅酸鈣的料塊制備硅酸化肥（磷酸中和法）
a、取煉鐵爐渣(也可以是黃磷爐渣或錳鐵爐渣，還可以是用石灰石和粘土燒制的料塊)為原料，得A品；
b、將A品粉碎后裝入反應容器中，加入A品重量10倍的水，邊攪拌邊加入磷酸，至溶液的PH值為5時，停止加酸，過濾，得到的濾渣是富含硅酸的磷酸氫鈣沉淀，作為B渣，得到的濾液是硅酸的膠體溶液，稱為B液：
c、采用膠凝沉淀法，將B液加熱到80-100℃、保溫3小時，待B液中的硅酸完全沉淀，再加入B渣，攪拌均勻，使硅酸沉淀吸附在磷酸氫鈣沉淀上，得到的物品為C品；
d、將C品送入真空過濾機過濾，得到沉淀物濾餅為D品：
e、將D品干燥、粉碎，得到成品。該成品是以磷酸氫鈣為載體的硅酸化肥，也就是硅一磷復合肥，其中硅酸含量為14. 2%，有效P205含量為15.1%，飽和浸出液的PH值為5.5。