CN103483039B - 一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法。其主要内容是将硅灰石、石膏、白泥、白云石等以及助添加剂A和B等按一定比例混合，采用搅拌、烘干、成型、焙烧、冷却、球磨等工序，制备成含有钙、硅、镁、硫、氯等中量元素为主的复合肥料。肥料中的有效养分大于60%，其中有效氧化钙大于25%，有效二氧化硅大于20%，有效氧化镁大于5%，有效三氧化硫大于5%，有效氯含量大于2%，并含有多种微量元素，肥料呈弱碱性。本发明的生产原料多由天然矿物质所组成，具有取材方便、成本低廉等优势，产品是一种用来调节酸性或盐碱地土壤理化性质、全面提升中微量元素水平的天然矿物质复合肥料，具有较高的应用价值和市场推广潜力。

Description

一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法

技术领域

本发明涉及新型肥料领域，具体涉及一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法。

背景技术

“民以食为天，食以土为本”。近几十年来，我国农业也得到了快速的提升，但农业资源环境状况正在发生深刻的变化，尤其是土壤环境状况。由于长期不合理的施肥方式，特别是化学肥料氮肥的大量施用、大气酸沉降和工业污染物侵入，造成土壤板结、土壤毒化、土传病害、土壤酸化、土壤盐渍化等愈加严重，而土壤营养元素比例失调和酸化是其中的主要诱因，这其中包括钙、硅、镁、硫、氯等中量元素的全面缺失。据全国土壤测试分析，以上世纪80年代产量水平下的养分丰缺指标衡量，全国耕地中量元素钙在缺素临界值以下的占64%，镁占53%，缺硅约4000万吨/年，另外，硫、氯等元素也有不同程度的缺失。全国耕地土壤酸碱度pH 值30年平均下降了0.6个单位，酸化耕地面积（pH<5.5）从30年前的7%，上升到目前的18%；我国农田、园地土壤酸化加剧，南方大部分地区、胶东半岛和东北部分地区土壤酸化尤为严重，直接影响农业生产，测土配方施肥数据统计分析表明：我国南方14省(区、市)土壤 pH小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%，小于5.5的由20%扩大到40%，小于4.5的由1%扩大到4%，酸化最严重的广东、广西、四川等省（区），pH小于4.5的耕地土壤比例分别为13%、7%和4%。其直接后果是农作物的产量下降，品质降低、口感变差、有毒有害农产品事件层出不穷。在此大背景下，土壤调理和农业环境生态修复是一项急需解决的重大问题，它们也是解决我国人口、资源与环境之间日益尖锐矛盾的重大课题，应引起全社会的思考和关注。

众所周知：土壤是岩石风化的产物，在土壤结构中， 50%由土壤孔隙组成，内含空气和水份；而在另50%的土壤固体中，矿物质占了45％，有机质占5%。这些矿物质提供了植物生长所需要的营养元素磷、钾、硅、钙、硫、氯、镁、铁以及多种微量元素。它们的含量、种类和赋存形式直接影响着作物的生长、产量和品质。对于南方酸性土壤地区，长期以来，这些矿物质营养元素得不到有效补充，加之酸性降水对这些营养元素的淋溶作用和作物吸收等因素，土壤中这些矿物质元素非常缺乏，据广东省农业科学院的数据：目前广东土壤中缺钾达90%以上，硅、钙、镁、硫等的缺乏程度维持在50%上下，并缺乏多种微量元素。因此，开发弱碱性的、以土壤缺乏的钙、硅、镁、硫、氯为主要成分的矿物质复合肥料，在目前大背景下就显得尤其重要和迫切。这种复合肥料能中和或抑制土壤的酸性，补充土壤所需要的中量元素组分，另一方面，它也是一场溯源型革命，从土壤被破坏的源头，找寻各种元素的平衡规律，恢复土壤的原有性状和理化性质。它对于“调养”土壤，提高耕地质量和永续高效利用土地资源将起到极大的推动作用。本项目是将硅灰石活化，生产一种以中量元素为主的、带有弱碱性特征的矿物质肥料。

发明内容

本发明以制备出一种以中量元素钙、硅、镁、硫、氯为主的矿物质肥料为目的。且所制得的产品具有生产成本低、物料来源广、市场潜力大的优势。

本发明通过在硅灰石中加入石膏、白泥、白云石，并在助添加剂的作用下，使硅灰石中的钙、硅组分活化，并连同石膏、白泥和白云石中的钙、硫、镁、氯一起，组合成以钙、硅、镁、硫、氯为主要成分的、带有弱碱性特征的中量元素肥料。一种利用硅灰石活化生产中量元素矿物质肥料的方法，按照质量百分比计硅灰石20%～80%，石膏5%～60%，白泥6%～60%，白云石5%～65%，助添加剂A和B 1%～5%组成混合物料。其中，助添加剂A为钾长石、白云母、伊利石或碳酸钾中的一种以上；助添加剂B为芒硝、食盐或氟化钠中的一种以上。助添加剂A和B之间的重量用量比为1：0.5～1:2。将混合物料进行球磨至粒径小于0.10mm；然后烘干至混合物料的含水率小于6%；再将烘干后的混合物料成型加工成粒径为1～2cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧活化，温度控制在800～1100℃，焙烧时间0.5～4小时；焙烧活化后的球粒进行冷却、粉碎，可制成矿物质复合肥料，最后包装成袋。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

（1）生产原料均由天然矿物所组成，具有取材方便、成本低廉的特点，比现有复合的生产成本降低50%以上。

（2）生产的复合肥料中中量元素组分齐全，可达到平衡施肥的效果。

（3）利用特制的助添加剂，可使活化温度从传统的1200℃，反应时间5小时以上，缩短到800～1100℃，焙烧时间0.5～4小时，生产过程中的能耗大大降低。

附图说明

图1 为中量元素矿物质肥料制备工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

某肥料公司是一种生产氮磷钾复合肥料的大型国有企业。采用此工艺生产中量元素肥料，作为添料加入到氮磷钾复合肥料中，可使原有的复合肥料成分更加全面，营养更趋于均衡，且生产成本下降了近55%。其主要工艺流程如图1所示。所采用的矿物质原料（按照质量百分比计）配伍为：硅灰石50%，石膏12%，白泥25%，白云石12%，助添加剂A和B 为1%，其中助添加剂A为钾长石+白云母（质量比1：1）；助添加剂B为芒硝+食盐（质量比1：1），助添加剂A与B之间的重量用量比也为1：1。其工艺流程为：将上述矿物质原料充分混合，并进行球磨至粒径小于0.074mm；然后将混合物料烘干至含水率小于5%；将烘干后的混合物料成型加工成粒径约2cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧，温度控制在900℃，焙烧时间1小时。活化后的球粒进行冷却、粉碎，可制成矿物质复合肥料。其中通过第三方成分检验得知：生产的肥料中的有效养分大于72%，其中有效氧化钙大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化镁大于6%，有效三氧化硫大于6%，有效氯含量大于2.5%，并含有多种微量元素。产品的pH=10.2，生产成本可控制在550元/吨以下。是一种含有多种中量元素的矿物质复合肥料。

实施例2

山西某肥料公司采用此工艺生产中量元素肥料的物料（按照质量百分比计）配伍为：硅灰石37%，石膏25%，白泥26%，白云石10%，助添加剂A和B为 2%，其中助添加剂A为伊利石+碳酸钾（质量比1：1）；助添加剂B为食盐+氟化钠（质量比1：1），助添加剂A和B之间的重量用量比为1：2。其工艺流程为：将上述矿物质原料充分混合，并进行球磨，球磨至粒径小于0.090mm；然后将混合物料烘干至含水率小于6%；将烘干后的混合物料成型加工成粒径约1.5cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧，温度控制在950℃，焙烧时间1.5小时。活化后的球粒进行冷却、粉碎，可制成矿物质复合肥料。其中通过第三方成分检验得知：生产的肥料中的有效养分大于65%，其中有效氧化钙大于31%，有效二氧化硅大于21%，有效氧化镁大于5.5%，有效三氧化硫大于5.4%，有效氯含量大于3.0%，并含有多种微量元素。产品的pH=11.3，生产成本可控制在520元/吨以下。是一种含有多种中量元素的矿物质复合肥料，可用于补充酸性或盐碱地土壤所需要的钙、硅、镁、硫、氯等营养成分。

实施例3

广东某肥料公司是一种生产土壤调理剂的大型私营企业。采用此工艺生产中量元素，生产成本下降了近51%，所采用的矿物质原料（按照质量百分比计）配伍为：硅灰石60%，石膏10%，白泥20%，白云石9%，助添加剂A和B 为1%(这几个物质质量相加为100%)，其中助添加剂A为伊利石+白云母（质量比1：1）；助添加剂B为芒硝+氟化钠（质量比1：1），助添加剂A和B之间的重量用量比也为1：0.75。其工艺流程为：将上述矿物质原料充分混合，并进行球磨至粒径小于0.074mm；然后将混合物料烘干至含水率小于5%；将烘干后的混合物料成型加工成粒径约2cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧，温度控制在1050℃，焙烧时间40分钟。活化后的球粒进行冷却、粉碎，可制成矿物质复合肥料。其中通过第三方成分检验得知：生产的肥料中的有效养分大于63%，其中有效氧化钙大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化镁大于6%，有效三氧化硫大于6%，有效氯含量大于2%，并含有多种微量元素。产品的pH=11.2，生产成本可控制在530元/吨。是一种含有多种中量元素的矿物质复合肥料，可调理南方地区酸化的土壤，补充土壤缺乏的中量元素营养组分。

Claims (4)

1.一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法，其特征为，生产原料以质量百分比（%）计，由以下物料组成混合物料：

硅灰石                            20～80

石膏                              5～60

白泥                              6～60

白云石                            5～65

助添加剂A和B                    1～5；

所述的助添加剂A为钾长石、白云母、伊利石或碳酸钾中的一种以上，所述的助添加剂B为芒硝、食盐或氟化钠中的一种以上；助添加剂A和B之间的质量比为1：0.5～1:2；

再将上述混合物料经过球磨，烘干，成型加工，焙烧活化，冷却，粉碎，制得矿物质复合肥料，最后包装成袋；所述焙烧活化的温度控制在800～1100℃，时间为0.5～4小时。

2.由权利要1所述的一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法，其特征为，所述球磨为将混合物料球磨至粒径小于0.10mm。

3.由权利要1所述的一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法，其特征为，所述烘干是将混合物料烘干至含水率小于6%。

4.由权利要1所述的一种硅灰石活化生产中量元素矿物质肥的方法，其特征为，所述成型加工是将烘干后的混合物料成型加工成粒径为1～2cm的球粒。