本發(fā)明涉及一種土壤調(diào)理劑，特別涉及一種利用尾鐵礦粉制備富硅酸性土壤調(diào)理劑的方法。
背景技術(shù)：
：我國酸性土壤主要分布在長江以南的廣大熱帶和亞熱帶地區(qū)和云貴川等地，面積約為2.04×108公頃。近年來，由于化學(xué)肥料的大量施用，土壤酸化是我國集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中的一個突出問題。從1980年到2000年，我國主要作物種植區(qū)土壤pH值平均下降約0.5個單位，嚴(yán)重阻礙作物生長發(fā)育，最終導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。并且土壤酸化會加速鹽基離子淋溶，對鈣、鎂、鉀等養(yǎng)分離子的吸附量顯著減少，造成土壤養(yǎng)分貧瘠。富含鈣、鎂等元素的硅酸鹽經(jīng)過活化后，可以和土壤酸反應(yīng)，而且反應(yīng)緩慢平和，不會造成微生物傷害，產(chǎn)生的水和二氧化碳對土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成有利。且硅酸鹽中富含植物所需的中微量元素，尤其水稻等作物常需的微量元素硅。我國缺硅耕地占全國耕地總面積的50％左右，按照每畝施用硅肥50kg計算，我國年需硅肥3500萬噸。硅肥不僅對南方缺硅土壤作物生產(chǎn)有增產(chǎn)作用，并且對北方富硅土壤也有一定的增產(chǎn)作用。目前國內(nèi)國際上主要有兩種方法生產(chǎn)硅肥及硅酸鹽調(diào)理劑，一種是以高爐渣為原料；另一種方法是將硅肥原料(如石英砂等)、助熔劑、添加劑按一定比例混合，在高溫下熔融，破壞晶格，充分反應(yīng)后，冷卻，磨細(xì)而成。目前我國市場上的硅肥多為鋼渣、煉磷廢渣等直接磨碎包裝而成，不僅能耗較高、污染環(huán)境、不能滿足我國土壤對硅的巨大需求。并且常用生產(chǎn)硅肥的礦物原料中二氧化硅含量相對較高，但是我國固體廢物中絕大部分二氧化硅含量相對較低，對于這部分礦物開發(fā)硅肥及硅酸鹽調(diào)理劑研究較少。尾鐵礦粉是生產(chǎn)選煤所用的重介質(zhì)粉中無磁性的部分。2013年，我國尾鐵礦粉年產(chǎn)量達(dá)200萬噸，目前的處理方式主要為隨意堆積和苗圃填土。尾鐵礦粉中砷、汞、鉛、鉻、鎘等重金屬元素含量遠(yuǎn)低于我國肥料標(biāo)準(zhǔn)，并富含硅鐵鈣鎂等中微量元素(SiO2：31.68％，CaO：8.86％，MgO：7.79％，F(xiàn)e2O3：10.56％)，因此亟需資源化處理。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用尾鐵礦粉制備富硅酸性土壤調(diào)理劑的方法。針對我國尾鐵礦粉產(chǎn)量巨大，傳統(tǒng)粗放式處理不僅污染環(huán)境、而且造成資源嚴(yán)重浪費。利用尾鐵礦粉中不僅富含微量元素鐵，且富含作物所需的硅、鈣、鎂、鐵等中微量元素。本發(fā)明主要通過半濕條件下堿活化，生產(chǎn)適宜南方酸性土壤的土壤調(diào)理劑。一種利用尾鐵礦粉制備富硅酸性土壤調(diào)理劑的方法，按照如下步驟進(jìn)行：(1)將尾鐵礦粉、膨潤土和堿金屬氫氧化物粉碎至200目以下；(2)按照質(zhì)量比1:(1-1.5)將尾鐵礦粉和膨潤土混勻；混合物按照質(zhì)量比1:(0.3-0.5)與堿金屬氫氧化物完全混勻；添加活化劑，活化劑添加量為堿金屬氫氧化物添加質(zhì)量的0.25-0.3倍；將上述混合物料與水以質(zhì)量比1:(1.2-1.5)攪拌混勻；(3)將混合物料在封閉反應(yīng)器中于溫度180-220℃進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)時間為5-7小時；(4)將反應(yīng)物干燥、粉碎過篩、造粒后，即可獲得富硅的酸性土壤調(diào)理劑。所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鉀、氧化鈣、氧化鎂中的一種或一種以上。所述活化劑為硼酸和/或硼酸鎂。本發(fā)明富硅酸性土壤調(diào)理劑所含具體數(shù)據(jù)如表1所示：表1與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明采用低能耗、活化效率高、環(huán)境污染小的技術(shù)及生產(chǎn)工藝，將尾鐵礦粉變廢為寶，減少尾鐵礦粉占用場地，同時也減少了尾鐵礦粉對環(huán)境的問題。尾鐵礦粉本身富含多種中微量元素，重金屬元素含量很低，符合我國肥料生產(chǎn)行業(yè)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，并且利用尾鐵礦粉堿活化可以顯著提高本產(chǎn)品pH值，可廣泛應(yīng)用與我國南方酸性土壤，明顯提高水稻、香蕉、甘蔗等南方作物產(chǎn)量和品質(zhì)，并具有對大豆、花生、蔬菜、瓜果、茶葉等作物提高產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的功能。具體實施方式下面對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。實施例1選取原料，包括尾鐵礦粉和氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加50份尾鐵礦粉、18份氫氧化鉀，之后往反應(yīng)器中添加100份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植香蕉,對照組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮燒松弛，有少量黑皮現(xiàn)象；加入酸性土壤調(diào)理劑組香蕉平均畝產(chǎn)量為3000kg，香蕉皮緊致，顏色金黃，無黑皮現(xiàn)象。實施例2選取原料，包括尾鐵礦粉、膨潤土和氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。膨潤土：SiO2≥54％。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、膨潤土、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加25份尾鐵礦粉、25份膨潤土、24份氫氧化鉀，之后往反應(yīng)器中添加110份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植花生,對照組花生平均畝產(chǎn)量為170kg，花生籽粒稍不飽滿，癟子率10％；加入酸性土壤調(diào)理劑組花生平均畝產(chǎn)量為200kg，花生籽粒飽滿，癟子率1％。實施例3選取原料，包括尾鐵礦粉、膨潤土、氫氧化鉀和硼酸；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。膨潤土：SiO2≥54％。氫氧化鉀：分析純，北京化工。硼酸：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、膨潤土、氫氧化鉀、硼酸分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加25份尾鐵礦粉、25份膨潤土、24份氫氧化鉀、8份硼酸，之后往反應(yīng)器中添加120份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植秋葵,對照組秋葵平均畝產(chǎn)量為1000kg，成品秋葵顏色暗綠色，皮稍硬；加入酸性土壤調(diào)理劑組秋葵平均畝產(chǎn)量為2500kg，成品秋葵顏色翠綠色，皮軟。實施例4選取原料，包括尾鐵礦粉，角閃石和氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、角閃石、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加50份尾鐵礦粉、18份氫氧化鉀，3份角閃石，之后往反應(yīng)器中添加100份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植香蕉,對照組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮燒松弛，有少量黑皮現(xiàn)象；加入酸性土壤調(diào)理劑組香蕉平均畝產(chǎn)量為4000kg，香蕉皮緊致，顏色金黃，無黑皮現(xiàn)象。實施例5選取原料，包括尾鐵礦粉，松花石和氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、松花石、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加50份尾鐵礦粉、18份氫氧化鉀，3份松花石，之后往反應(yīng)器中添加100份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植香蕉,對照組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮燒松弛，有少量黑皮現(xiàn)象；加入酸性土壤調(diào)理劑組香蕉平均畝產(chǎn)量為3800kg，香蕉皮緊致，顏色金黃，無黑皮現(xiàn)象。實施例6選取原料，包括尾鐵礦粉、膨潤土、凹凸棒土和氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。膨潤土：SiO2≥54％。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、膨潤土、凹凸棒土、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加25份尾鐵礦粉、25份膨潤土、5份凹凸棒土、24份氫氧化鉀，之后往反應(yīng)器中添加110份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植花生,對照組花生平均畝產(chǎn)量為170kg，花生籽粒稍不飽滿，癟子率10％；加入酸性土壤調(diào)理劑組花生平均畝產(chǎn)量為230kg，花生籽粒飽滿，癟子率0％。對比例1選取原料氫氧化鉀：生產(chǎn)過程：(1)將氫氧化鉀粉碎至200目以下，然后往密封反應(yīng)器中添加18份氫氧化鉀，之后往反應(yīng)器中添加100份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植香蕉,對照組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮燒松弛，有少量黑皮現(xiàn)象；加入酸性土壤調(diào)理劑組香蕉平均畝產(chǎn)量為1500kg，香蕉皮燒松弛，有大量黑皮現(xiàn)象。對比例2選取原料尾鐵礦粉：尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。氫氧化鉀：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉粉碎至200目以下，然后往密封反應(yīng)器中添加50份尾鐵礦粉，之后往反應(yīng)器中添加100份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植香蕉,對照組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮燒松弛，有少量黑皮現(xiàn)象；加入酸性土壤調(diào)理劑組香蕉平均畝產(chǎn)量為2000kg，香蕉皮緊致，顏色金黃，無黑皮現(xiàn)象。對比例3選取原料，包括尾鐵礦粉、氫氧化鉀和硼酸；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。膨潤土：SiO2≥54％。氫氧化鉀：分析純，北京化工。硼酸：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、氫氧化鉀、硼酸分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加25份尾鐵礦粉、24份氫氧化鉀、8份硼酸，之后往反應(yīng)器中添加120份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植秋葵,對照組秋葵平均畝產(chǎn)量為1000kg，成品秋葵顏色暗綠色，皮稍硬；加入酸性土壤調(diào)理劑組秋葵平均畝產(chǎn)量為1200kg，成品秋葵顏色翠綠色，皮軟。對比例4選取原料，包括尾鐵礦粉、膨潤土、氫氧化鉀；尾鐵礦粉：由承德三佳超細(xì)粉體有限責(zé)任公司提供，尾鐵礦粉的化學(xué)組成(％)如下：指標(biāo)SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射線衍射測定結(jié)果：尾鐵礦粉主要物相有鋁-輝石、鉀-鎂亞鐵綠鈣閃石、無序鈉長石和鐵蛇紋石。膨潤土：SiO2≥54％。氫氧化鉀：分析純，北京化工。硼酸：分析純，北京化工。生產(chǎn)過程：(1)將尾鐵礦粉、膨潤土、氫氧化鉀分別粉碎至200目以下，然后依次往密封反應(yīng)器中添加25份尾鐵礦粉、25份膨潤土、24份氫氧化鉀，之后往反應(yīng)器中添加120份水，用攪拌裝置攪拌混勻。(2)將盛有樣品的密封反應(yīng)器置于200℃高溫條件下6小時。(3)迅速將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移，并高溫烘干，磨細(xì)，即獲得酸性土壤調(diào)理劑。選取廣西酸性土壤農(nóng)田10畝，pH為5.5，其中5畝施用本實施例的酸性土壤調(diào)理劑100kg,5畝作為對照不做處理，采用常規(guī)方法種植秋葵,對照組秋葵平均畝產(chǎn)量為1000kg，成品秋葵顏色暗綠色，皮稍硬；加入酸性土壤調(diào)理劑組花生平均畝產(chǎn)量為1300kg，成品秋葵顏色翠綠色，皮軟。以上公開的僅為本發(fā)明的具體實施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3