CN101172891A

CN101172891A - 一种缓释稀土的肥料添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101172891A
Application number: CNA2007101762233A
Authority: CN
Inventors: 杨军; 王甲辰; 刘向生; 伍艳平; 张赫; 赵凤红
Original assignee: Grirem Advanced Materials Co Ltd; Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: Grirem Advanced Materials Co Ltd
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-05-07
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: CN101172891B

Abstract

本发明公开了一种缓释稀土的肥料添加剂及其制备方法。该添加剂至少含有多孔的矿物及在矿物表面或孔隙内部附着的稀土盐，其中多孔矿物包括沸石、珍珠岩、硅藻土、斑脱土、凹凸棒、白云石中至少一种，稀土盐包括硝酸稀土、氯化稀土、硫酸稀土、醋酸稀土和柠檬酸稀土中至少一种，稀土包括镧、铈、镨、钕中至少一种。该添加剂的制备方法是将多孔的矿石粉碎成粒度为20～150目的颗粒，然后放入稀土盐的水溶液中搅拌均匀，在室温～100℃温度下反应5～96小时，然后取出吸附稀土离子的多孔矿物颗粒烘干，即制得缓释稀土的肥料添加剂。本发明简单易行、安全、效果突出、成本低廉，且适合大规模生产。本发明还公开了一种含有上述添加剂的肥料。

Description

一种缓释稀土的肥料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料领域，尤其涉及一种缓释稀土的肥料添加剂及其制备方法。

背景技术

稀土农用是近30年来取得重大发展的一门新兴学科，我国稀土资源丰富，对稀土农用、稀土环境化学生态效应及稀土农用安全毒理卫生学评价等进行了深入研究。结果表明，稀土不但对环境友好，无毒无害，而且具有较好的调节植物体的生长、增强植物体的抗旱、抗病性及增加产量等作用；对土壤中稀土元素的背景值、形态、含量和分布的研究表明，含稀土量最高的土类为石灰土，最低的为风沙土，各土类中稀土总量与全国均值比较，石灰土、水稻土、娄土和黑土显著偏高；风沙土、栗钙土、棕漠土、棕色针叶林土、绿洲土和灰棕漠土显著偏低。土壤稀土元素的结合形态区分为水溶态、可交换态、松结有机态、专性吸附态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物态、紧结有机态和残渣态，当中只有水溶态、可交换态和碳酸盐结合态是易于被植物吸收利用的。而外源稀土进入土壤后可转化成以上的形态，如果增加水溶态和可交换态的含量，就能增加植物体对稀土的利用。随着稀土在农业上的推广应用不断增加，提高农用稀土的利用效率显的非常必要。

沸石是一类具有空旷骨架结构、一种多孔状的碱金属和碱土金属硅铝酸盐矿物，其结构中存在着规则的孔道和空穴，它含有多种微量元素，是一种良好的土壤改良剂。沸石具有蜂窝状的空腔结构，沸石空腔的体积占沸石晶体体积的50％以上，其表面积达300m²/g以上，因此它具有很大的表面吸附力。又由于沸石硅铝骨架上的电荷不平衡性，因而对H₂O、NH₃、SO₂等极性分子更具有强烈的吸附性能。这种结构特点使沸石具有优良的离子交换、催化和吸附性能。基于沸石这种结构特点，把沸石作为一种土壤调理剂、作为一种载体，也进行了研究。用溴化十六碳烷基三甲铵改良沸石的表面，增加它对阴离子的吸附能力，结果对硝酸根离子和磷酸根离子的吸附能力明显增加，同时吸附在沸石上的阴离子的释放速度也可通过土壤环境中离子的化学平衡得到控制，延缓阴离子向环境的释放时间。此外，也有研究报道，通过加入碳酸钙作为一种控制剂，控制添加沸石粉肥料养分释放。因此，为提高稀土的利用效率，借助沸石等具有空隙结构的多孔矿物作载体，携带外源稀土进入土壤，控制外源稀土的固定，提高外源稀土的利用效率具有实际意义。

发明内容

本发明是基于以上的技术背景，制备一种缓释稀土的肥料添加剂。该添加剂是在多孔的矿物表面或孔隙内部附着稀土盐。

所述的多孔的矿物包括沸石、人造沸石、珍珠岩、硅藻土、斑脱土、凹凸棒、白云石中的至少一种。

所述的稀土盐包括硝酸稀土、氯化稀土、硫酸稀土、醋酸稀土和柠檬酸稀土中的至少一种。

所述的稀土包括镧、铈、镨、钕中至少一种，其他稀土杂质总量小于1％。

所述的缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述的稀土盐的含量按REO计占添加剂总量的0.1％～10wt％。

一种所述的缓释稀土的肥料添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：将多孔的矿石粉碎成粒度为20～150目的颗粒，然后与稀土盐的水溶液中混合均匀，在室温～100℃温度下反应5～96小时，然后取出吸附稀土离子的多孔矿物颗粒烘干，即得到该肥料添加剂。

所述的稀土盐溶液为固液比为0.1～2，稀土盐的水溶液中稀土含量REO为10～300g·L^-1。

一种肥料，至少含有所述的添加剂，和无机复混肥、复合肥、有机肥、生物有机肥、菌肥、磷肥、氮肥、钾肥中的至少一种。所述的添加剂的含量占肥料总量的1～100wt‰。

本发明的目的之一是制备一种缓释稀土的肥料添加剂。

本发明的又一目的是利用多孔矿物特殊的空隙结构，提供一种控制稀土释放的方法，该方法利用多孔矿物的孔隙结构携带稀土离子进入土壤，然后利用土壤中离子的化学平衡达到控释的目的。

本发明的有益效果：

1、本发明是利用类似沸石具有空旷骨架结构的一种多孔状的矿物，通过这种多孔状的结构的离子交换、催化和吸附性能，达到缓释稀土的目的。

2、本发明提供了一种简单易行、安全、效果突出、成本低廉和适合大规模生产的制备缓释稀土肥料添加剂的方法。

3、本发明中其他的多孔矿物也有类似沸石的结构，利用这些天然矿物原料合成添加剂，其原料来源丰富、成本低廉，为充分利用沸石等具有空旷骨架结构的矿物的工业化生产开辟了一条新的技术途径。

具体实施方式

实例1：取硝酸镧加水配置成300g·L^-1(以REO计)的硝酸镧溶液。然后把10千克天然沸石矿物粉(含65～70％沸石)粉碎成50目的颗粒，放入20升该硝酸镧溶液(100℃)中，搅拌均匀后，反应10小时，滤掉多余的硝酸镧溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的9.5％。

实例2：取富镧铈的硝酸稀土加水配置成200g·L^-1(以REO计)的硝酸稀土溶液。然后把1吨硅藻土粉碎成30目颗粒，放入配制好的2M³硝酸稀土溶液(60℃)中，反应36小时，滤掉多余的硝酸稀土溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的8.3％。

实例3：取氯化钕配制成150g·L^-1(以REO计)溶液。然后把100千克珍珠岩粉碎成80目的颗粒，放入配制好的100升氯化钕溶液(65℃)中，搅拌均匀保温60小时，滤掉多余的氯化钕溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的2.9％。

实例4：取氯化稀土(含镧、铈、镨、钕)加水配制成100g·L^-1(以REO计)含氯化稀土溶液。然后把100千克人造沸石矿物土粉碎成100目的颗粒，放入配置好的1000升的氯化稀土溶液(90℃)中，反应28小时，滤掉多余的氯化稀土溶液，放入到100℃的烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的5.6％。

实例5：取氯化镧加水配置成200g·L^-1(以REO计)的氯化镧溶液。然后把200千克天然沸石矿物粉(含65～70％沸石)粉碎成120目的颗粒，同时把200千克硅藻土也粉碎成120目的颗粒，共同放入200升该氯化镧溶液(室温)中，浸泡80小时，滤掉多余的氯化镧溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的2.1％。

实例6：取氯化稀土(含镧、铈、镨、钕)加水配制成80g·L^-1(以REO计)含氯化稀土溶液。然后把100千克天然沸石矿物粉(含65～70％沸石)粉碎成140目的颗粒，同时把50千克斑脱土也粉碎成140目的颗粒，共同放入配置好的500升的氯化稀土溶液(室温)中，反应96小时，滤掉多余的氯化稀土溶液，放入到100℃的烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的3.3％。

实例7：取硝酸稀土(含镧、铈、镨、钕)加水配制成100g·L^-1(以REO计)含硝酸稀土溶液。然后把6千克硅藻土粉碎成130目的颗粒，同时把8千克珍珠岩也粉碎成130目的颗粒，共同放入50升该硝酸稀土溶液(40℃)中，反应40小时，滤掉多余的硝酸稀土溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的2.8％。

实例8取硫酸镧加水配置成20g·L^-1(以REO计)的硫酸镧溶液。然后把10千克凹凸棒粉碎成100目的颗粒，放入50升该硫酸镧溶液(70℃)中，反应32小时，滤掉多余的硫酸镧溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的0.7％。

实例9：取醋酸稀土(含镧、铈、镨、钕)加水配制成30g·L^-1(以REO计)含醋酸稀土溶液。然后把10千克白云石粉碎成120目的颗粒，同时把5千克斑脱土也粉碎成120目的颗粒，共同放入配置好的50升的醋酸稀土溶液(50℃)中，反应26小时，滤掉多余的醋酸稀土溶液，放入到100℃的烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的1.2％。

实例10：取柠檬酸钕配制成50g·L^-1(以REO计)溶液。然后把6千克珍珠岩粉碎成100目的颗粒，放入配制好的50升柠檬酸钕溶液(70℃)中，搅拌均匀后，反应30小时，滤掉多余的柠檬酸钕溶液，放入100℃烘箱烘干，即得该添加剂，稀土含量占添加剂总量的1.5％。

实例11：取100千克复合肥(15％N，15％P₂O₅，15％K₂O)，加入1千克该添加剂混合均匀，然后造粒即可。

实例12：取100千克有机肥，加入10千克该添加剂混合均匀即可。

实例13：取1000千克尿素，加入1千克该添加剂混合均匀即可。

实例14：取100千克磷肥，加入2.5千克该添加剂混合均匀即可。

实例15：取1000千克碳酸氢铵，加入5千克该添加剂混合均匀即可。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述添加剂至少含有多孔的矿物及在矿物表面或孔隙内部附着的稀土盐。

2.根据权利要求1所述的缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述的多孔的矿物包括沸石、人造沸石、珍珠岩、硅藻土、斑脱上、凹凸棒、白云石中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述的稀土盐包括硝酸稀土、氯化稀土、硫酸稀土、醋酸稀土和柠檬酸稀土中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述的稀土包括镧、铈、镨、钕中至少一种，其他稀土杂质总量小于1％。

5.根据权利要求1所述的缓释稀土的肥料添加剂，其特征在于所述的稀土盐的含量按REO计占添加剂总量的0.1％～10wt％。

6.一种权利要求1所述的缓释稀土的肥料添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：将多孔的矿石粉碎成粒度为20～150目的颗粒，然后与稀土盐的水溶液中混合均匀，在室温～100℃温度下反应5～96小时，然后取出吸附稀土离子的多孔矿物颗粒烘干，即得到该肥料添加剂。

7.根据权利要求6所述的稀土盐水溶液，其特征在于，固液比为0.1～2，稀土盐的水溶液中稀土含量REO为10～300g·L^-1。

8.一种肥料，其特征在于，至少含有权利要求1所述的添加剂，和无机复混肥、复合肥、有机肥、生物有机肥、菌肥、磷肥、氮肥、钾肥中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的肥料，其特征在于，所述的添加剂的含量占肥料总量的1～100wt‰。