CN103922859A - 一种磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法 - Google Patents

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张鸣
陈令坤
康爱红
肖鹏
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Abstract

一种磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，涉及一种植物肥料的生产技术领域。在吸附有NH4H2PO4的陶粒外包覆镁质材料、钙质材料和粉煤灰。生成不溶于水溶于酸的磷酸氨镁、磷酸氨钙，磷酸氨镁、磷酸氨钙在自然条件下可以长期稳定存在，在遇到酸雨时，与酸雨中微量的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子反应，缓慢释放出植物生长所需的N、P等元素，起到长效缓释肥的作用。酸氨镁、磷酸氨钙具有良好的粘结性，与粉煤灰混合，可以包覆在陶粒表面，成为稳定的包覆层，利于长期保存，遇雨水时，陶粒内部孔隙储水，旱时陶粒内部水和化肥通过缓慢释放，供给植物生长。

Description

一种磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种植物肥料的生产技术领域。
背景技术
随着我国公路建设的迅猛发展，不可避免的涉及到大量的地表、山体开挖，原有的地表植被遭到破坏，尤其是形成的岩石边坡，自然力量较难恢复植被绿化，由于土壤结构的不稳定性，长期裸露会造成水土流失，甚至发生崩塌、滑坡、泥石流等处然灾害，既损失了宝贵的土资源，又污染了水质、淤塞河道。边坡的灾害防治一直是公路、铁路建设者十分重视的问题，对于不稳定边坡，常采用砌石围挡、混凝土护坡、抗滑桩护坡、水泥砂浆喷护坡、铁丝网石笼护坡等“灰色”护坡技术。
由于人们环保意识的不断增强，人们对交通的服务功能有了更高的要求，传统的“灰色”护坡技术已经不能满足人们对环保的需要。打造绿色优美的交通景观，对提升人文水平、提高行车舒适度等具有重要意义。对于绿色护坡，常用办法为，先在边坡上喷营养基质，然后再喷播绿化混合料。这种绿化方法在短期内即可取得良好的绿化效果，但是由于边坡面积大、线路长，人工维护十分困难。所以，上述方法建设的绿化带在营养基质消耗完后，植被易发生退化、荒芜。
若使边坡绿化植被具有旺盛的生命力，植被土须具有较高的储肥储水能力。陶粒是一种具有坚硬外壳的多孔材料，具有储水性能好、防止泥土流失和防止泥土板结等性能，但陶粒表面具有大量宏观孔，这些孔不利水分的长时间储存，若将陶粒内部预储部分肥料，然后用缓释肥料浆名包覆，既可以使隐粒的储水时间延长，又能使陶粒内部的肥料缓慢释放，可以大大提高植被的生存能力。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可提前储水能力，延长内部肥料释放时间的磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法。
本发明在吸附有NH4H2PO4的陶粒外包覆镁质材料、钙质材料和粉煤灰。
本发明具有以下特点：
①磷质材料、镁质材料、钙质材料等遇水快速反应，生成不溶于水溶于酸的磷酸氨镁、磷酸氨钙，磷酸氨镁、磷酸氨钙在自然条件下可以长期稳定存在，在遇到酸雨时，与酸雨中微量的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子反应，缓慢释放出植物生长所需的N、P等元素，起到长效缓释肥的作用。
②磷酸氨镁、磷酸氨钙具有良好的粘结性，与粉煤灰混合，可以包覆在陶粒表面，成为稳定的包覆层。
③陶粒经包覆层包覆后，表面宏观连通孔被封堵，使陶粒内部的化肥可长期保存，同时在遇雨水时，陶粒内部孔隙储水，在旱时陶粒内部水和化肥通过缓慢释放，供给植物生长。
④化肥储存在陶粒中，避免了直接掺加在植被土中易流失、使土壤板结等缺点。
⑤大量使用工业副产物，符合可持续发展的需要。
具体方法包括以下步骤：
1）将陶粒在NH4H2PO4饱和水溶液中浸泡至少30分钟后，取出常温晾干，得到储肥陶粒；如浸泡时间少于30分钟时，陶粒不能完全浸透，浸泡时间过长时，浸泡效果不再明显增加，反而影响制备效率；
2）搅拌条件下，将氨水和磷质材料组成的混合液喷洒于储肥陶粒表面，至储肥陶粒表面润湿； 
3）将镁质材料、钙质材料和粉煤灰混合均匀，取得混合干粉；
4）将润湿的储肥陶粒与混合干粉搅拌混合，同时喷洒氨水和磷质材料组成的混合液，直至形成由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒；
5）将由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒置于常温条件下晾干。
还可视包裹成形情况，在所述步骤4）中，以水和减水剂混合组成的液体对混合物料进行喷雾，以进一步促成包裹。
另外，本发明所述镁质材料、钙质材料和粉煤灰的混合投料质量比为0.4～0.96︰0.57～1.02︰1～3。该材料组成范围下，缓释肥生成反应速度适中，主要原材料利用率高。
所述氨水和磷质材料的混合投料质量比为1～1.2︰1。该比例范围内磷质材料充分反应。
所述润湿的储肥陶粒与混合干粉的混合质量比为0.17～0.33︰1。此比例范围可适陶粒完全包覆，粉体略有盈余。
所述陶粒为粉煤灰陶粒、粘土陶粒、污泥陶粒或煤矸石陶粒中的一种，陶粒的粒径为10±2mm。这些种类陶粒是建筑上常见产品，而10±2mm粒径是陶粒生产企业最广泛采用的粒径，采用最常见种类的陶粒和粒径，有利于降低成本和方便获取原料。
所述磷质材料为H3PO4、NH4H2PO4中的任意一种。这两种材料来源广泛，价格低，是制备磷酸氨盐的必备材料。
所述镁质材料为Mg(OH)2、MgCO3、MgCl2或由天然镁矿石经600℃~700℃烧制得到的活性轻烧MgO中的任意一种。上述镁质材料在我国分布广、价格低廉。
所述钙质材料为CaO、Ca(OH)2或CaCO3中的任意一种。这三种材料皆为常见建筑材料，原材料来源广、生产制备成本低。
具体实施方式
    一、制备磷酸氨盐包覆储肥陶粒：
1、①原材料：磷质材料、镁质材料、钙质材料、氨水由天津科密欧化学试剂有限公司生产；活性轻烧MgO，325目粉末，由天然镁矿石经600℃~700℃轻烧制得，由辽宁海城世京旗扬实业有限公司生产；粉煤灰，南京共创防腐保温有限公司生产；聚羧酸减水剂，含固量50%，减水率30%以上，苏州西卡集团生产。陶粒，粉煤灰陶粒、粘土陶粒、污泥陶粒或煤矸石陶粒中的一种，陶粒的粒径为10±2mm。粉煤灰，作为混凝土掺和料用的Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰。
2、生产工艺：
1）将NH4H2PO4溶解于水中，制成NH4H2PO4饱和水溶液。
2）将氨水与磷质材料混合均匀，注入喷雾器A中；将水和聚羧酸减水剂混合组成的液体注入喷雾器B中。
其中，氨水和磷质材料的混合投料质量比为1～1.2︰1。磷质材料选自H3PO4、NH4H2PO4中的任意一种。
水和聚羧酸减水剂的混合投料质量比为1︰0.001～0.005。
3）将镁质材料、钙质材料和粉煤灰混合均匀，取得混合干粉。
其中，镁质材料、钙质材料和粉煤灰按照下表分别称取原料（单位：kg）：
4）将陶粒在NH4H2PO4饱和水溶液中浸泡35至50分钟后，取出常温晾干，得到储肥陶粒。然后，在搅拌条件下，将喷雾器A中的氨水和磷质材料组成的混合液喷洒于储肥陶粒表面，至储肥陶粒表面润湿。
将润湿的储肥陶粒与混合干粉以0.17～0.33︰1的质量比搅拌混合，同时喷洒喷雾器A中的混合液，直至形成由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒。其中视成形情况，以喷雾器B中的水和减水剂混合组成的液体对混合物料进行喷雾。
5）将由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒置于常温条件下晾干。
二、应用效果：
将上述磷酸氨盐包覆的储肥陶粒分别施用于不同环境的边坡绿化植被土或日常维护困难的公路绿化带植被土中，结果表明，本发明制备的储肥陶粒在遇雨水后，陶粒内部的可溶性化肥流出，可为植物快速补充肥料，酸雨中的硫酸根离子、硝酸根离子等酸根离子，缓慢溶解粒料中的不溶性MgNH4PO4·xH2O和CaNH4PO4·xH2O，为植物生长长期时间内供给植物生长。普通陶粒本身储水性能不高，但经过包覆后具备了高储水能力，对旱时保证植物正常生长有利。

Claims (10)

1.一种磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于在吸附有NH4H2PO4的陶粒外包覆镁质材料、钙质材料和粉煤灰。
2.根据权利要求1所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将陶粒在NH4H2PO4饱和水溶液中浸泡至少30分钟后，取出常温晾干，得到储肥陶粒；
2）搅拌条件下，将氨水和磷质材料组成的混合液喷洒于储肥陶粒表面，至储肥陶粒表面润湿； 
3）将镁质材料、钙质材料和粉煤灰混合均匀，取得混合干粉；
4）将润湿的储肥陶粒与混合干粉搅拌混合，同时喷洒氨水和磷质材料组成的混合液，直至形成由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒；
5）将由磷酸氨盐包覆的储肥陶粒置于常温条件下晾干。
3.根据要求2所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于在所述步骤4）中，以水和减水剂混合组成的液体对混合物料进行喷雾。
4.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述镁质材料、钙质材料和粉煤灰的混合投料质量比为0.4～0.96︰0.57～1.02︰1～3。
5.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述氨水和磷质材料的混合投料质量比为1～1.2︰1。
6.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述润湿的储肥陶粒与混合干粉的混合质量比为0.17～0.33︰1。
7.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述陶粒为粉煤灰陶粒、粘土陶粒、污泥陶粒或煤矸石陶粒中的一种，陶粒的粒径为10±2mm。
8.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述磷质材料为H3PO4、NH4H2PO4中的任意一种。
9.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述镁质材料为Mg(OH)2、MgCO3、MgCl2或由天然镁矿石经600℃~700℃烧制得到的活性轻烧MgO中的任意一种。
10.根据要求2或3所述磷酸氨盐包覆储肥陶粒的制备方法，其特征在于所述钙质材料为CaO、Ca(OH)2或CaCO3中的任意一种。
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