CN102796527A - 一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法 - Google Patents

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雷菲
陈发长
管震
王桥生
程绍军
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Abstract

一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法，其主要步骤为：首先将钾长石粉碎至100目以下；而后以100∶100～150∶0.5～1比例将100目以下的钾长石、生石灰和发泡剂混匀，加水搅拌成均浆，再置于微波高温高压反应釜或高温蒸汽反应釜中，于250℃-280℃恒温反应3-5小时，最后烘干脱水即可制成成品。本发明生产的多孔硅钙肥土壤调理剂含有一定量的可溶性钙、钾及硅等，可用于改良酸性土壤的理化性质，同时供应植物生长所必需的营养元素。且其生产原料为自然界的矿物，生产工艺简单，零排放，对环境不会造成任何污染。

Description

一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法
技术领域
本发明涉及一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法。
背景技术
我国钾长石矿物资源十分丰富，但天然钾长石品位不高，一般含K2O 9％～14％，SiO260％～70％，Al2O312％～20％。钾长石矿物主要用于陶瓷、玻璃及钾肥等的生产，陶瓷和玻璃工业对于钾长石中K2O含量的要求较高，分别为大于10％及8％，但是在矿石开发和利用的过程中，却存在低品位钾长石利用的问题，研究发明合理利用低品位钾长石的方法则具有十分重要的意义。
与陶瓷和玻璃相比，肥料生产对钾长石品位的要求相对低。现已报道了多种钾长石生产肥料的工艺，其中主要包括盐法、酸法、碱法、氟化物法、湿法、挥发法、焙烧浸提法等。无论是盐法、酸法、碱法，还是氟化物法生产工艺都相对复杂，而且生产过程容易产生工业废气或废渣，对环境将造成较大影响。此外，焙烧浸提法要求1000℃以上的温度，耗电量极大，生产成本较高。与上述几种方法不同，水热法生产工艺简单，且排废量少。专利号为ZL200710178794.0的水热反应方法将硅酸盐∶碱土激发剂(石灰石、轻烧氧化镁、白云石灰)∶活化剂(石膏、硼酸镁)按照1∶0.5～1∶0.01～0.25混匀，然后以固液比1∶3的比例加入水，在高温高压反应釜中于130～250℃反应5～24小时，能获得多元素微孔硅钙肥。专利号ZL01100474.6的水热反应法是将富钾岩石与石灰粉以1∶0.8～1比例混匀，水固比调整为3～1∶1，混匀后在高温高压反应釜中于130～250℃反应5～24小时，获得KOH。而上述两种水热法虽然解决了工业排放问题，但生产耗时较长，即日产量较低。本发明在前两个专利的基础上，克服了耗时长的问题，能进一步优化工业生产工艺。
由于自然条件以及近年来肥料施用的不合理等原因造成我国南方土壤偏酸，酸性土壤面积高达2亿hm2，且近年仍有不断上升的趋势。土壤酸化造成土壤中营养元素不平衡，如有效铝大量积累、钼酸盐及磷酸盐有效性低、大量盐基离子被淋溶、重金属活性增加，是影响我国农业生产及农产品安全的不利因素之一，因此合理施用土壤改良剂对改良酸性土壤、提高农产品产量及品质具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和缺陷，提供一种利用钾长石、生石灰及发泡剂生产含多孔硅钙肥土壤调理剂的方法，该方法成本低、零排放、零污染。同时该调理剂含有大量的可溶性硅、钙离子，以及一定数量的钾离子，对改善酸性土壤具有十分重要的意义。
一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法，其主要步骤为：
1.钾长石粉碎成100目以下粉粒；
2.以100∶100～150∶0.5～1比例将钾长石粉、生石灰和发泡剂加水搅拌成均浆；
3.将均浆料置于微波高温高压反应釜或高温蒸汽反应釜中，于250℃-280℃恒温反应3-5小时；
4.将反应后的物料取出，置于干燥机中烘干，即可破碎碾磨装袋。
其中发泡剂的主要成分为铝粉，在钾长石和生石灰反应的过程中，添加铝粉发泡剂能够产生大量的细小空隙。生石灰的主要成分为CaO。
由该方法制得的多孔硅钙肥的营养成分分别为枸溶性硅、钙和钾。
本发明具有以下特点：
1.已公开的专利(专利号ZL200710178794.0)采用水热反应法，在活化剂作用下，将硅酸盐岩石和碱土激发剂制成多元素微孔矿物肥料，虽然能活化岩石65％-85％的养分，但其反应时间较长。本方法缩短了反应时间，活化硅的效率更高，而且不需要添加活化剂。
2.本方法步骤简单，采用的主要原料为钾长石和生石灰，成品低廉。且生产过程零排放，对工厂周围的生态环境不会造成任何压力。
3.本方法在生产过程中可采用高温高压微波反应釜，微波加热可使物料受热均匀，反应更加充分完全，且电力消耗低，能节约生产成本。
4.本方法生产的多孔硅钙肥土壤调理剂，具有多孔和营养元素丰富的特点，能改善土壤的理化性质，特别是能够显著提高酸性土壤的pH值。
具体实施方式
结合本发明的具体内容提供以下实施例：
实施例1.选取原料，包括：
钾长石：采自江西省赣州市赣县沙地镇，其化学组成(％)如下：
Figure BSA00000771231100021
生石灰主要成分为CaO。
将钾长石破碎过100目筛，取3kg钾长石粉粒与3.2kg生石灰、40g发泡剂铝粉充分混匀，加入水，充分搅拌，使其成泥浆状。然后将物料置于高温高压蒸汽反应釜中，260℃反应4小时。取出物料，置于干燥机中烘干、粉碎。
将多孔硅钙肥土壤调理剂碾磨至160目以下，准确称取样品1g(精确到0.0001g)放入250mL烧杯中，加0.5mol/L盐酸100mL，室温溶解30分钟，过滤部分滤液使用电感耦合等离子体发射光谱仪检测滤液中营养成分，其枸溶性钾(K2O)、硅(SiO2)、钙(CaO)含量分别为1.8％、35.35％、28.84％。
实施例2.将实施例1中所制得多孔硅钙肥土壤调理剂按下表加入南方酸性土壤。
Figure BSA00000771231100031
浸泡1天、7天、14天、21天后土壤pH值变化如下表：
注：a、b、c、d代表差异显著性，P＜0.05。
从上述实施例可知，该方法制备的肥料含有大量硅和钙以及一定数量的枸溶性钾，且能够显著提高酸性土壤的pH值，有助于改良我国南方酸性低产田。

Claims (4)

1.一种含有多孔硅钙肥土壤调理剂的生产方法，其主要步骤为：
(1)钾长石粉碎成100目以下粉粒；
(2)将钾长石粉、生石灰和发泡剂加水搅拌成均浆；
(3)将均浆料置于微波高温高压反应釜或高温蒸汽反应釜中；
(4)将反应后的物料取出，置于干燥机中烘干，即可破碎碾磨装袋。
2.根据权利要求1所述的步骤，其中步骤(1)钾长石、生石灰和发泡剂的比例为100∶100～150∶0.5～1。
3.根据权利要求1所述的步骤，其中步骤(1)中加入发泡剂包括物理和化学发泡剂，如铝粉、十二烷基苯磺酸钠、松香皂、动物蛋白等。
4.根据权利要求1所述的步骤，其中步骤(3)中的反应温度为250℃-280℃，反应时间3-5小时。
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