CN107586228A - 一种生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法，包括以下步骤：(1)挑选优质钾长石和石灰石，分别破碎；(2)将钾长石和石灰石按照55wt％、45wt％的比例配料，混合后粉碎得到生料粉；(3)将生料粉输送到自动旋转窑，先预热，后经1050～1150℃高温煅烧40min得到熟料；(4)将熟料冷却，出料口温度控制在60℃；(5)将冷却后的熟料二次粉碎。本发明的有益之处在于：(1)本发明的生产方法具有产量大、能耗低、能源利用充分、产品质量稳定、自动化程度高、无污染等优点；(2)生产得到的酸性土壤调理剂具有高活性、高含量、高肥效，富含硅钙镁钾营养成分。

Description

一种生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法

技术领域

本发明涉及一种生产土壤调理剂的方法，具体涉及一种生产高活性、高含量、高肥效、富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法，属于化学技术领域。

背景技术

我国是古老的农业大国，地域辽阔，南北气候差异很大，由南向北土壤分布有一定规律，自然形成的土壤和耕地基本上是南酸北碱趋向。近几十年来，由于工农业的快速发展，大气和水源的污染越来越严重，化肥和农药的不合理大量使用，使我国耕地和土壤的污染和酸化问题急速加剧，酸化土壤由南向北快速扩展，自然界每200万年土壤的pH值才下降1个点，而我国的耕地土壤近几十年来每20年pH就下降1个点，我国土壤的酸化已经严重影响了我国农业的发展和稳定。耕地退化，土壤污染，还直接威胁粮食安全和食品安全，近几年来国家非常重视土壤的改良、治理和修复，土壤改良、修复也需要一个漫长的过程，是当前和今后很长时间农业工作中最主要的一项任务，所以，土壤调理剂产品的研究、开发、推广、应用是我们广大农业工作者、涉农企业及全社会共同的使命和任务。

近几年来，由于国家大力的宣传、引导和投入，土壤治理、修复越来越受到社会各界的重视，很多涉农企业和农业工作者投身于这方面的工作，土壤调理剂产品越来越多。由于土壤改良、治理、修复的范围很大，所以，土壤调理剂产品类型也很多，本发明是介绍一种改良酸性土壤的土壤调理剂产品。

目前，一些土壤调理剂产品的生产采用了高温煅烧技术，但是，由于种种差异，所生产的产品在含量和效果等方面都有较大差别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产高活性、高含量、高肥效、富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：挑选优质钾长石和石灰石(白云质灰岩)作为原料，分别破碎后输送到各自料仓；

步骤二：将钾长石和石灰石按照55wt％、45wt％的比例配料，混合后输送到球磨机中进行粉碎，粉碎后的生料粉输送到生料仓；

步骤三：将生料仓中的生料粉输送到自动旋转窑，先预热，后经1050～1150℃高温煅烧，煅烧40min得到熟料；

步骤四：将熟料输送到冷却筒中进行冷却，出料口温度控制在60℃；

步骤五：将冷却后的熟料输送到球磨机中进行二次粉碎，粉碎后的熟料输送到熟料仓。

前述的方法，其特征在于，在步骤一中，前述钾长石的指标要求：K₂O 9～13wt％、SiO₂ 60～65wt％、重金属含量低于国家限量指标要求；前述石灰石(白云质灰岩)的指标要求：CaO 45～55wt％、MgO 6～12wt％、重金属含量低于国家限量指标要求。

前述的方法，其特征在于，在步骤二中，粉碎后的生料粉的细度为200目。

前述的方法，其特征在于，在步骤三中，煅烧温度为1100℃。

前述的方法，其特征在于，在步骤四中，冷却时间为30min。

前述的方法，其特征在于，在步骤五中，粉碎后的熟料的细度为250目。

本发明的有益之处在于：

(1)本发明的生产方法具有产量大、能耗低、能源利用充分、产品质量稳定、自动化程度高、无污染等优点；

(2)生产得到的酸性土壤调理剂具有高活性、高含量、高肥效，富含硅钙镁钾营养成分。

具体实施方式

本发明的生产方法，以天然矿物质为原料，采用高温煅烧工艺，把矿石中的各种营养元素活化，打破矿石中各种化合物原来的结构，进行重新组合，把原来矿石中难溶的物质变为枸溶性和水溶性物质，使得植物可以直接吸收利用，生产出来的酸性土壤调理剂具有高活性、高含量、高肥效，富含硅钙镁钾营养成分。

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明的生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法，其包括以下步骤：

步骤一：准备原料

以钾长石和石灰石为原料。

本实施例所采用的钾长石原料是国家地矿部门与中科院在上世纪七十年代在昔阳县当地找到的太行山区优质钾长石矿藏(昔阳县东冶头镇里岩村矿区)，所采用的石灰石优质原料也是昔阳当地产的(昔阳县鑫汇石料建材有限公司矿区)。优质的原料是保证能生产出优质产品的第一个重要环节。

首先在矿区分点采样并检验，经检验矿石符合加工要求后，确定最佳采区，然后进行开采，最后将开采出来的矿石经过筛选后运输到公司生产厂区。

钾长石的指标要求：K₂O 9～13wt％、SiO₂60～65wt％、重金属含量低于国家限量指标要求。

石灰石(白云质灰岩)的指标要求：CaO 45～55wt％、MgO 6～12wt％、重金属含量低于国家限量指标要求。

钾长石和石灰石检验合格后，分别破碎，最后输送到各自料仓。

步骤二：配料和磨粉

原料进厂入库后，配料前取样检验，确保原料完全符合生产技术指标要求。

钾长石与石灰石两者之间的配比是硅钙镁钾土壤调理剂生产工艺中最重要的影响因素，钾长石在1350℃左右才能分解，加入石灰石可以大大降低反应温度，加速反应进程，但过多的辅料又降低了产品的硅、钾含量。经过反复试验，我们最终确定钾长石与石灰石最佳的质量比为钾长石55wt％、石灰石45wt％。

将破碎后的钾长石和石灰石按照55wt％、45wt％的比例由电脑系统自动稳重配料。

煅烧工艺要求所有原料均为细粉状，只有原料之间密切接触才能确保反应正常进行。钾长石粉的粒径越小，硅、钾元素的溶出率越高。考虑到能耗等问题，在实际生产中，钾长石的粒度控制在200目左右。故采用二次粉碎方法，先将矿石破碎再用球磨机粉碎。

所以，配料完毕后，我们将混合后的料输送到球磨机中进行粉碎，细度要求200目。

最后，将粉碎后的生料粉输送到生料仓。

步骤三：高温煅烧

将生料仓中的生料粉输送到自动旋转窑(长度50m)，通入焙烧过程产生的热空气先预热，使旋转窑温度逐步升到400℃，然后开始送料，生料粉在旋转窑中边行进边加热，这样不仅可以节约一部分热能，还能提高生产效率。

预热结束后，将窑内温度升高至1050～1150℃，高温煅烧，煅烧时间(即窑内通过时间)40min，高温煅烧结束即得到熟料。

在本实施例中，煅烧温度为1100℃，煅烧时间为40min。

2010年以前，由于对环保重视不够，很多生产企业以煤炭为燃料，发展生产的同时形成了环境污染问题，严重影响了我们的生活、生存环境。在本发明的生产方法中，我们所采用的燃料是煤矿生产中排出的煤层气，也就是瓦斯气。瓦斯气是一种清洁燃料，不仅实现了废气再利用，还不污染环境，实现了经济循环发展。

自动旋转窑的出口温度在500℃左右，为了实现能源的充分利用，我们把旋转窑出来的热风引入蒸汽锅炉中，再把蒸汽锅炉产生水蒸汽加压，推动蒸汽机发电，实现了能源的循环利用，整个生产流程中没有三废排放，零污染，自动化程度高，劳动力强度小，燃烧均匀，产品质量稳定，生产效率高，基本实现了“节能、环保、稳定、高效”的目标。

发电冷却热水我们用来供厂区取暖，实现了能源利用的最大化。

步骤四：冷却

将经过高温煅烧后的熟料输送到冷却筒(机械旋转滚筒，长度20m)中进行冷却，出料口温度控制在60℃左右。

在本实施例中，冷却时间为30min。

步骤五：熟料粉碎

硅钙镁钾土壤调理剂是由天然矿石煅烧而成的，其水溶性成分比例小，大部分成分为枸溶性，所以其粒度越细，越有利于肥效发挥，所以我们将冷却后的熟料输送到球磨机中进行二次粉碎，细度要求250目，粉碎后的熟料输送到熟料仓。

熟料仓中的熟料呈淡黄色，85％以上的粉末都能通过300目筛，参照了钙镁磷肥行业标准对细度的要求。

步骤六：检验和包装

对熟料仓中的熟料进行检验，检验合格后经自动包装系统包装入库。

按农业部标准NY/T2272-2012中的方法对硅、钙、镁、钾成分进行检验。

经检验，采用本发明的方法生产得到的酸性土壤调理剂富含硅钙镁钾营养成分，其中，SiO₂≥30wt％，CaO≥32wt％，MgO≥5wt％，K₂O≥4wt％。

此外，我们还对采用本发明的方法生产得到的酸性土壤调理剂进行了pH检测和微量元素检测。

检测结果如下：pH 10.0～11.5，同时还含有铁、锰、硼、锌、铜、钼、硒等多种微量元素。

由此可见，采用本发明的生产方法生产得到的酸性土壤调理剂不仅可以为作物提供充足的养分，调理土壤酸碱度，改良酸化土壤，还能钝化土壤中的重金属元素，对污染土壤进行有效的修复治理。

经试验验证，采用本发明的方法生产得到的土壤调理剂确实具有显著的使用效果：

一、在酸性土壤使用后，可提高土壤pH值，改良酸性土壤

2014年6月～10月，湖南省东安县土肥站在东安县鹿马桥镇鹿马桥村安排使用本发明的产品在水稻做田间试验，试验结果表明：晚稻施用本发明的土壤调理剂，可增加有效穗、增加结实率、增产效果显著，pH提高0.37～0.53个单位，经济效益显著。

2014年6月～2014年10月，湖南省永州市冷水滩区农业局土肥站在冷水滩区伊塘镇孟公山村安排使用本发明的产品在晚稻做田间试验，试验结果表明：晚稻施用本发明的土壤调理剂，可增加有效穗和结实率、千料重增加，增产效果明显，pH提高0.1～0.26个单位，经济效益明显。

2015年3月～2015年7月，湖南省永州市冷水滩区农业局土肥站在冷水滩区伊塘镇孟公山村安排使用本发明的产品在早稻做田间试验，试验结果表明：施用本发明的土壤调理剂，能增加结实率和千料重，从而提高单产，增产效果明显，pH提高0.63个单位，经济效益好。

2015年3月～7月，湖南省东安县土肥站在东安县鹿马桥镇鹿马桥村安排使用本发明的产品在水稻做田间试验，试验结果表明：每亩施用本发明的土壤调理剂45～60公斤，可增加株高、增加有效穗、增加结实率、增产效果达到显著或极显著水平，pH提高0.29～0.48个单位，经济效益显著。

二、对土壤中重金属有一定的钝化作用

2015年7月，湖南省土肥站在湖南省攸县大同桥镇大同村安排使用硅钙镁钾土壤调理剂在水稻田间试验，试验结果表明：每亩施用60公斤、90公斤本发明的土壤调理剂，土壤pH值提高0.24和0.32，土壤中有效镉、总铅、有效铅都有降低的趋势，能显著降低稻米中的镉含量和稻草中的铅含量，稻米中镉含量降低了0.35mg/kg，降低了39.3％。

2015年3月～7月，湖南省土肥站在湖南省醴陵市泗汾镇农场安排使用本发明的土壤调理剂在水稻田间试验，试验结果表明：每亩施用60公斤本发明的土壤调理剂，土壤pH值提高0.19；能显著降低水稻镉含量，其中，稻米和稻草镉含量分别比常规施肥降低了0.338mg/kg、1.402mg/kg，降低幅度分别达到了48.9％、61.8％，降镉效果达到显著水平；能增加水稻株高、有效穗数、穗结实粒数和结实率，对水稻生物学性状影响比较明显；对水稻产量和产值均有明显提高，平均增产50.2kg/亩，增产率达到11.7％。

2013年，山东农业工程学院园林科学与工程系在山东省龙口市城关街道办事处西渠村葡萄园安排使用本发明的土壤调理剂进行田间试验，试验结果表明：葡萄园使用本发明的土壤调理剂后，不同处理均增加了葡萄园土壤pH值，有机碳、有机质和碱解氮增加趋势同用量基本呈正相关，最高增加幅度分别达到10.5％、70.8％、5.0％和13.7％；单穗重和产量均增加，最高增加分别为21.9％和32.7％；葡萄可溶性固形物含量和葡萄糖总含量增加幅度大，分别为14.9～16.9％、8.6～17.7％，降低了葡萄总酸含量4.7～11.6％，增加硬度15.0～23.4％。

2016年4月～7月，湖南省土壤肥料研究所在湖南省长沙县春华镇大鱼塘村安排使用本发明的土壤调理剂在水稻田间试验，试验结果表明：每亩施用100公斤本发明的土壤调理剂，土壤的pH值提高了0.62，能显著降低稻米中的镉含量，降低34.8％，降镉效果明显。

三、可改善盐化土理化性状

2013年，中国农业大学资源与环境学院植物营养系、中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究室、山西富邦肥业有限公司联合在山东省滨州市阳信县温店镇前边村进行了冬小麦施用本发明的土壤调理剂的田间试验，结果显示硅能明显提高小麦叶片的拒盐能力，从而减少盐对叶片光合作用的抑制，增加植物的产量，这与前人实验结果相吻合。但是硅能促进石麦15基部茎秆中钠的积累，这出乎我们预料，在现有文献中也未见报道，说明硅不仅能够促进小麦叶片的拒盐能力，而且能增加小麦茎秆的贮盐能力。由此可以解释为什么在加硅条件下石麦15具有更强的增产能力，因为石麦15具有叶片拒盐和茎秆贮盐双重抗盐机理，而济麦22只有拒盐能力。

四、其他

2015年，广西上思县土壤肥料工作站，在上思县思阳镇昌墩村那堂屯安排使用本发明的土壤调理剂在早稻和晚稻上分别做了田间试验，试验结果表明：每亩施用60公斤和90公斤本发明的土壤调理剂，土壤理化性状有改善，能促进水稻早长叶，水稻早分蘖，提高结实率，增加亩有效穗数和千粒重，增强水稻抗病虫害的能力；常规施肥+土壤调理剂90公斤/亩增产效果、经济效益最好，常规施肥+土壤调理剂60公斤/亩增产效果、经济效益次之。

2012年，甘肃省武威市农业技术推广中心，在武威市凉州区松树乡中堡村9组安排本发明产品在温室葡萄上的试验，试验结果表明，温室葡萄施用本发明产品后，能促进葡萄枝条、叶片、果实及花芽的生长发育，减少葡萄小粒果率和裂果率，提高果实的含糖量和产品质量，并对白粉病、霜霉病有一定的抑制作用，尤其可明显降低果实的裂果率，提高果实含糖量。

2013年，山东省农科院棉花研究中心，在山东无棣县佘家镇观音堂村安排本发明产品在棉花上的田间试验，试验结果表明，施用本发明产品效果明显，一是表现在棉花的长势上，棉花从现蕾后就开始表现，首先是叶片厚实，叶色浓绿，随着棉株的不断生长，植株比较健壮，果枝明显变短，铃重有所提高；二是表现在增强了抗逆性，雨季落铃少，恢复生长快；三是增产效果明显，每亩施用25～50公斤，增产幅度为9.0～16.7％。

2011年，湖南隆平高科公司，安排本发明产品分别在西瓜、茶叶、黄花菜、果蔗和冰糖橙做了田间试验，试验结果表明，在以上五种作物使用本发明产品50～100kg/亩后，均表现良好，可以促进作物稳健生长，病虫害发生率降低，农药用量减少，产量显著增加，经济效益可观。

本发明的酸性土壤调理剂可提高酸性土壤pH值，改良酸化土壤。

本发明的酸性土壤调理剂可补充土壤硅、钙、镁、钾、铁、锌、铜、硼、钼、硒等多种营养元素，平衡土壤养分。

本发明的酸性土壤调理剂能提高作物抗倒伏能力，硅能使植物机械组织细胞硅质化，使茎叶硬度增强，提高茎杆抗折强度。

本发明的酸性土壤调理剂能提高作物抗病能力。

本发明的酸性土壤调理剂能有效提高植物抗旱能力。

本发明的酸性土壤调理剂可促进植物的光合作用。

本发明的酸性土壤调理剂能促进植物根系生长发育。

本发明的酸性土壤调理剂能促进养分的有效利用，提高土壤肥力。

本发明的酸性土壤调理剂的使用能提高果实品质。

本发明的酸性土壤调理剂的使用能提高农作物产量。

需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种生产富含硅钙镁钾营养成分的酸性土壤调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：挑选优质钾长石和石灰石作为原料，分别破碎后输送到各自料仓；

步骤二：将钾长石和石灰石按照55wt％、45wt％的比例配料，混合后输送到球磨机中进行粉碎，粉碎后的生料粉输送到生料仓；

步骤三：将生料仓中的生料粉输送到自动旋转窑，先预热，后经1050～1150℃高温煅烧，煅烧40min得到熟料；

步骤四：将熟料输送到冷却筒中进行冷却，出料口温度控制在60℃；

步骤五：将冷却后的熟料输送到球磨机中进行二次粉碎，粉碎后的熟料输送到熟料仓。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤一中，所述钾长石的指标要求：K₂O 9～13wt％、SiO₂ 60～65wt％、重金属含量低于国家限量指标要求；所述石灰石的指标要求：CaO 45～55wt％、MgO 6～12wt％、重金属含量低于国家限量指标要求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤二中，粉碎后的生料粉的细度为200目。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤三中，煅烧温度为1100℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤四中，冷却时间为30min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤五中，粉碎后的熟料的细度为250目。