一種激活赤泥中有效性硅的改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種激活赤泥中有效性硅的改性方法，屬于農(nóng)業(yè)資源化利用技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 赤泥作為硅肥原料已有多年，利用赤泥制成硅鈣農(nóng)用肥料是其農(nóng)業(yè)資源化利用的 主要途徑。硅通過改善植物的細(xì)胞組織，使植物形成硅化細(xì)胞從而提高產(chǎn)量，改善作物果實 的品質(zhì)，改良土壤等。但赤泥中硅元素主要以穩(wěn)定的結(jié)晶態(tài)存在，如圖2所示，溶解度很低， 其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上作為肥料受其本身理化性質(zhì)（如堿性強）的限制，利用率并不高。赤泥中 硅元素存在于粘土礦物中，以硅酸鹽為主，水溶性和可生物利用性低。因此，在現(xiàn)有生產(chǎn)工 藝條件下以赤泥為原料制得的硅肥中硅素利用率普遍不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種激活赤泥中有效性娃的改性方法，將赤泥中以結(jié)晶態(tài)礦物存在的 硅元素釋放出來，增加其水溶態(tài)或有效性硅含量，提高赤泥中硅的利用率，促進(jìn)赤泥的農(nóng)業(yè) 資源化利用。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種激活赤泥中有效性硅的改性方法，以脫堿赤泥，陳化赤泥或兩者混合物料作 為基料，經(jīng)磷酸鹽溶液浸泡、加熱或攪拌處理，烘干磨細(xì)，即可。
[0006] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述基料處理前需先磨細(xì)過100目篩，有利于提高其 后續(xù)改性效果。
[0007] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述基料為脫堿赤泥、陳化赤泥二者混合時，脫堿赤泥 與陳化赤泥混合的體積比為在該比例混合條件下，既有利于實現(xiàn)激活硅的有效 性，又可降低材料成本。
[0008] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述磷酸鹽選自可溶性磷酸鹽或微溶性磷酸鹽。進(jìn)一 步地，所述可溶性磷酸鹽選自磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀等，所述微溶性磷酸鹽選自磷酸二氫 f丐等。
[0009] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述磷酸鹽對基料的摩爾用量為0. 5~3mol/kg，優(yōu)選 1 ~2mol/kg〇
[0010] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述浸泡處理條件為：溫度50-200 °C，時間1~5h ;優(yōu) 選50-100°C，時間2~3小時。
[0011] 本發(fā)明所述的改性方法中，所述攪拌處理條件為：常溫或低于50°C，處理時間 <2h〇
[0012] 作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，當(dāng)所述磷酸鹽溶液為可溶性磷酸鹽溶液時，可溶性 磷酸鹽溶液的濃度以〇. 5~2mol/L為宜，并將可溶性磷酸鹽溶液按照上述摩爾用量加入到 基料中，通常固液比為1:3~1:5。
[0013] 作為本發(fā)明另一優(yōu)選的實施方式，當(dāng)所述磷酸鹽溶液為微溶性磷酸鹽溶液時，微 溶性磷酸鹽溶液的濃度< 〇. 5mol/L，并按照固液比1:3~1:8將微溶性磷酸鹽溶液加入到 基料中。
[0014] 通過大量實驗研究，本發(fā)明確定了所述改性方法的最佳條件：以脫堿赤泥與陳化 赤泥質(zhì)量比4:1的混合物料為基料，按2m〇V (kg基料）用量加入磷酸鹽溶液，于100°C加熱 浸泡基料3h，烘干磨細(xì)，即可。
[0015] 采用本發(fā)明所述的改性方法后，赤泥的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如圖3所示，改性赤泥 中有效性硅含量可最高達(dá)到赤泥基料的2. 38倍，增長138. 31 %。且本發(fā)明所述改性方法工 藝簡單，能耗低，加工過程無污染排放。
【附圖說明】
[0016] 圖1為不同改性處理赤泥材料后有效硅的含量。
[0017] 圖2為赤泥原料微觀結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明所述方法改性后的赤泥的微觀結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0020] 實施例1
[0021] -種赤泥改性方法，以陳化赤泥為基料，將濃度為lmol/L的磷酸二氫鉀加入到基 料中，達(dá)到lm〇V (kg赤泥）浸泡濃度，按固液比1:5常溫浸泡lh，烘干磨細(xì)，即得改性赤泥。
[0022] 實施例2
[0023] -種赤泥改性方法，按照實施例1的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：區(qū)別在于：以脫堿 赤泥為基料。
[0024] 實施例3
[0025] 一種赤泥改性方法，按照實施例2的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：在固液比1:3時常 溫浸泡2h。
[0026] 實施例4
[0027] -種赤泥改性方法，按照實施例2的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：磷酸鹽用量為 2mol/ (kg赤泥），50°C水浴加熱浸泡2h〇
[0028] 實施例5
[0029] 一種赤泥改性方法，按照實施例2的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：采用0. 5mol/L磷酸 二氫鈣溶液，磷酸鹽用量1. 5mol/(kg赤泥），固液比1:5,120r/min攪拌lh。
[0030] 實施例6
[0031] -種赤泥改性方法，按照實施例2的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：以脫堿赤泥與陳化 赤泥質(zhì)量比4:1的混合物料為基料，采用濃度為2mol/L磷酸氫二鉀溶液，用量為lm〇V (kg 赤泥）加入赤泥基料中。實施例7
[0032] 一種赤泥改性方法，按照實施例6的方法進(jìn)行改性，區(qū)別在于：磷酸氫二鉀用量為 2mol/(kg赤泥），100°C加熱浸泡3h〇
[0033] 效果驗證
[0034] 按土壤有效硅的測定方法NY/T 1121. 15-2006方法對實施例1-7所得改性赤泥進(jìn) 行檢測，結(jié)果如下表所示，其柱形圖如圖1所示：
[0036] 由上表可知，實施例1-7中有效硅含量相對基料均有不同程度的增長，其中實施 例4、實施例5、實施例7改性效果最好，其改性赤泥中有效性硅含量可達(dá)到赤泥基料的2. 38 倍，即增長138. 31 %，效果顯著。由此可見，采用本發(fā)明所述改性方法可將赤泥中以結(jié)晶態(tài) 礦物存在的硅元素釋放出來，增加其水溶態(tài)或有效性硅含量，從而提高赤泥中硅的利用率， 促進(jìn)赤泥的農(nóng)業(yè)資源化利用。
[0037] 雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在 本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因 此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種激活赤泥中有效性硅的改性方法，其特征在于，以脫堿赤泥，陳化赤泥或兩者混 合物料作為基料，經(jīng)磷酸鹽溶液浸泡、加熱或攪拌處理，烘干磨細(xì)，即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述基料處理前需先磨細(xì)過100目 篩，有利于提尚其后續(xù)改性效果。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述基料為脫堿赤泥、陳化赤泥二者 混合時，脫堿赤泥與陳化赤泥混合的體積比為1:1~4:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述磷酸鹽選自可溶性磷酸鹽或微 溶性磷酸鹽。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的改性方法，其特征在于，所述可溶性磷酸鹽選自磷酸二氫鉀， 磷酸氫二鉀；所述微溶性磷酸鹽選自磷酸二氫鈣。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的改性方法，其特征在于，所述磷酸鹽對基料的摩爾用量為 0? 5 ~3mol/kg，優(yōu)選 1 ~2mol/kg。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的改性方法，其特征在于，所述浸泡處理條件為：溫度 50-200°C，時間 1 ~5h。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的改性方法，其特征在于，所述攪拌處理條件為：常溫或低 于50°C，處理時間<2h。9. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的改性方法，其特征在于，當(dāng)所述磷酸鹽溶液為可溶性磷酸 鹽溶液時，可溶性磷酸鹽溶液的濃度以〇. 5~2mol/L為宜，并將可溶性磷酸鹽溶液按固液 比1:3~1:5加入到基料中； 當(dāng)所述磷酸鹽溶液為微溶性磷酸鹽溶液時，磷酸鹽溶液濃度以〈〇. 5mol/L為宜，并按 照固液比1:3~1:8將微溶性磷酸鹽溶液加入到基料中。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性方法，其特征在于，以脫堿赤泥與陳化赤泥質(zhì)量比4:1 的混合物料為基料，按2moV (kg基料）用量加入磷酸鹽溶液，于100°C加熱浸泡基料3h，烘 干磨細(xì)，即可。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激活赤泥中有效性硅的改性方法，以脫堿赤泥或者脫堿赤泥與陳化赤泥混合物料作為基料，經(jīng)磷酸鹽溶液浸泡處理或攪拌處理，烘干磨細(xì)，即可。采用本發(fā)明所述的改性方法后，赤泥的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，改性赤泥中有效性硅含量可最高增至赤泥基料的2.38倍，增長138.31％。且本發(fā)明所述改性方法工藝簡單，能耗低，加工過程無污染排放。
【IPC分類】C05D9/00, B09B3/00, B09B5/00
【公開號】CN105234157
【申請?zhí)枴緾N201510738207
【發(fā)明人】羅惠莉, 朱晴, 周穎
【申請人】湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月3日