CN108484243A - 一种多效枸溶性硅肥及其制备方法和应用 - Google Patents

一种多效枸溶性硅肥及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多效枸溶性硅肥及其制备方法，以及该枸溶性硅肥在农田中的应用。该多效枸溶性硅肥含有硅、钾、钙等多种营养元素，组成原料包括含硅废渣和活化剂，其中活化剂由碳酸钾和碳酸钙的混合物组成。其制备方法是：首先通过将含硅废渣与活化剂进行充分混合并磨细，然后利用回转炉进行高温焙烧处理，最后经磨细得到多效枸溶性硅肥。将该多效枸溶性硅肥作为基肥施入农田土壤中，对提高土壤肥力，促进作物增产有较好的效果。本发明不仅解决了含硅废渣资源化的问题，同时得到一种肥效长，不易流失，多效的枸溶性硅肥，而且制备流程简单，生产周期短，极易实现规模化生产，可实现较高的经济效益和社会效益。

Description

一种多效枸溶性硅肥及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于肥料的加工和应用技术领域，具体涉及一种利用含硅废渣制备多效枸溶性硅肥的方法及其在农田土壤中的应用。
背景技术
硅被国际土壤界认为是继氮、磷、钾之后第4种植物营养元素，不但能增强作物的光合作用，还可以抗倒伏、提高磷的吸收，对作物的增产效果十分明显。此外，硅肥中的有效硅可通过与土壤中重金属作用，改变重金属形态，降低重金属活性，抑制植物对重金属的吸收，从而降低土壤重金属的危害。
然而，虽然土壤富含硅元素，但能被植物吸收利用的硅却很少，特别是随着农业快速发展，农作物不断吸收土壤中的硅，致使土壤中的有效硅逐步减少。统计数据表明，我国长江流域70％的土壤缺硅，黄河、淮海及辽东半岛地区约有一半的土壤缺硅，而且缺硅的区域正在逐渐扩大，其它如朝鲜半岛土壤缺硅达30％、中国台湾及东南亚土壤缺硅达50％、日本土壤缺硅达70％。因此，开发利用硅肥对我国的农业生产具有显著的意义。
目前国内生产和施用的硅肥主要有两类：一类是人工合成的硅肥，如硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸一钙(CaO·SiO2)、硅酸钙镁(CaO·MgO·SiO2)、偏硅酸钠和主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠的高效硅肥，但此类硅肥成本高昂，推广难度大；另一类则是利用各种工业固体废弃物加工而成的硅肥，主要是利用炼铁高炉渣、黄磷炉渣与电厂粉煤灰等原料中的硅与碱性添加剂在高温下的反应，生成硅酸盐复合物，从而实现硅的活化，这种方式可以有效的实现资源的回收再利用，是目前硅肥发展的重要方向。
含硅废渣作为工业废渣之一，不仅闲置占用土地，影响周围环境，而且其中的硅资源也没有充分利用。将其开发为枸溶性硅肥，不仅可解决其堆置的环境问题，而且可以充分利用其中的资源，实现废物的回收再利用。
此外，在开发制备中，通过改变或加入含有其他营养元素的活化剂，不仅可以促进硅的转化，还能增强硅肥的特性，提升硅肥的多效性。因此，利用含硅废渣作为原料进行硅肥的制备具有显著的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多效的枸溶性硅肥，该硅肥含有硅、钾、钙等多种营养元素，肥效长，利用率高。
本发明的另一目的在于提供一种利用含硅废渣制备多效枸溶性硅肥的方法。这种方法具有硅转化率高、废渣零排放、投资额度低、规模可控、产业化容易等优点。本发明的另一目的还在于提供一种枸溶性硅肥的应用，通过在土壤中合理地施加这种枸溶性硅肥，能有效改善土壤肥力，促进作物生长。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种多效枸溶性硅肥，含有硅、钾、钙等多种营养元素，其中以二氧化硅计的有效硅含量高于20％。
所述多效枸溶性硅肥组成原料包括含硅废渣和活化剂；其中，所述含硅废渣的重量百分比为50％-56％，所述的活化剂的重量百分比为44％-50％，所述含硅废渣的二氧化硅含量不低于45％，所述硅活化剂为碳酸钾和碳酸钙的混合物，且碳酸钾和碳酸钙的重量比例为1～1.4：1。
另外，本发明还提供一种枸溶性硅肥的制备方法，包括如下步骤：
将含硅废渣和活化剂按上述比例充分混合后，研磨至粒径小于100目，将混合磨好的物料置于回转窑内在750-800℃的高温下焙烧40-60min，焙烧完成后经冷却，研磨至 250目，即得多效枸溶性硅肥。
再者，本发明还提供一种上述多效枸溶性硅肥在土壤施肥中的应用，应用的施用方法包括：可以将此多效硅肥与有机肥、氮、磷肥一起作基肥施用，而不应与碳酸氢铵混合施用，特别可施用于受污染的农田以及种植多年的农田中，可每年连续施用，每亩施用50-100公斤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明所用的含硅废渣来源广泛，可适用于多种工业废渣，包括含硅焙烧渣、含硅浸出渣、粉煤灰等。
2)我国大部分地区缺钾，一般需要单独施加钾肥，本发明在硅肥的制备过程中引入了碳酸钾作为活化剂，不仅有利于硅的活化，而且将钾转化为易被植物吸收利用的硅酸钾形态，降低了农业生产成本。
3)本发明多效枸溶性硅肥主要有效组分为可溶性硅酸盐，肥效时间长，不易流失，且含有硅、钾、钙等多种营养元素，对提高土壤肥力，改善受污染农田土壤环境，促进作物的增产都有较好的效果。
4)本发明枸溶性硅肥制备流程简单，生产周期短，设备投资少，成本低廉，极易实现规模化生产。
附图说明
图1是使用本发明利用含硅废渣制备多效枸溶性硅肥的工艺流程示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明公开了一种多效枸溶性硅肥及其制备方法，以及该枸溶性硅肥在农田中的应用。该多效枸溶性硅肥含有硅、钾、钙等多种营养元素，组成原料包括含硅废渣和活化剂，其中活化剂由碳酸钾和碳酸钙的混合物组成。
如图1所示，本发明的制备方法包括：首先通过将含硅废渣与活化剂进行充分混合并磨细，然后利用回转炉进行高温焙烧处理，最后经磨细得到多效枸溶性硅肥。
将该多效枸溶性硅肥作为基肥施入农田土壤中，对提高土壤肥力，促进作物增产有较好的效果。
本发明不仅解决了含硅废渣资源化的问题，同时得到一种肥效长，不易流失，多效的枸溶性硅肥，而且制备流程简单，生产周期短，极易实现规模化生产，可实现较高的经济效益和社会效益。
实施例1
取某种含硅的工业浸出废渣，其总二氧化硅含量为69.41％，活性硅含量仅为0.02％。将含硅废渣、碳酸钾和碳酸钙以重量百分比56％，22％和22％进行充分混合后，将混合物料球磨至粒径小于100目。
将物料置于回转窑在800℃下进行充分焙烧，焙烧时间为60min，焙烧完成后，磨细至250目，即得多效枸溶性硅肥，其有效硅含量达到24.8％。
将此枸溶性硅肥作为基肥，进行小白菜增产的对比试验，试验组以每亩100公斤的施入量将硅肥施入的农田中，对照组在同样的条件下未施入硅肥，经过一个月生长后，试验田的小白菜产量为每平方米4.74公斤，对照组的小白菜产量为每平方米4.08公斤。施入硅肥的农田相比于未施入硅肥的农田，种植得到的小白菜增产16％。
实施例2
取某种含硅的工业焙烧渣，其总二氧化硅含量为58.85％，活性硅含量仅为0.08％。将含硅焙烧渣、碳酸钾和碳酸钙以重量百分比50％，25％，25％进行充分混合后，将混合物料球磨至粒径小于100目。
将物料在800℃下进行充分焙烧60min，焙烧完成后，磨细至250目，即得多效枸溶性硅肥，其有效硅含量达到25.7％。
将此枸溶性硅肥作为基肥，进行萝卜增产的对比试验，试验组以每亩100公斤的施入量将硅肥施入的农田中，对照组在同样的条件下未施入硅肥，经过三个月生长后，试验田的萝卜产量为每平方米9.69公斤，对照组的萝卜产量为每平方米8.43公斤。施入硅肥的农田相比于未施入硅肥的农田，种植得到的萝卜增产15％。
实施例3
取某种含硅的工业浸出废渣，其总二氧化硅含量为54.68％，活性硅含量仅为0.04％。将含硅废渣、碳酸钾和碳酸钙以重量百分比53％，23％和24％进行充分混合后，将混合物料球磨至粒径小于100目。
将物料于回转窑内在800℃下进行充分焙烧，焙烧停留时间控制为60min，焙烧完成后，磨细至250目，即得多效枸溶性硅肥，其有效硅含量达到23.7％。
将此枸溶性硅肥作为基肥，进行菜心增产的对比试验，试验组以每亩100公斤的施入量将硅肥施入的农田中，对照组在同样的条件下未施入硅肥，经过一个月生长后，试验田的菜心产量为每平方米4.06公斤，对照组的菜心产量为每平方米3.43公斤。施入硅肥的农田相比于未施入硅肥的农田，种植得到的菜心增产18％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多效枸溶性硅肥，其特征在于：该硅肥含有硅、钾、钙等多种营养元素，其中以二氧化硅计的有效硅含量高于20％。
2.根据权利要求1所述的多效枸溶性硅肥，其特征在于，该硅肥其原料组分包括：含硅废渣和活化剂；其中，所述含硅废渣的重量百分比为50％～56％，所述活化剂的重量百分比为44％-50％。
3.根据权利要求2所述的多效枸溶性硅肥，其特征在于：所述含硅废渣的二氧化硅含量不低于45％；所述活化剂为碳酸钾和碳酸钙的混合物。
4.根据权利要求3所述的多效枸溶性硅肥，其特征在于：所述活化剂中碳酸钾和碳酸钙的重量份比例为1～1.4：1。
5.一种多效枸溶性硅肥的制备方法，其特征在于：该硅肥含有硅、钾、钙等多种营养元素，其中以二氧化硅计的有效硅含量高于20％；该制备方法包括以下步骤：
将重量百分比为50％～56％的含硅废渣与重量百分比为44％-50％的活化剂充分混合配料后，经磨细，将其置于回转窑内进行高温焙烧，再经球磨后制得。
6.根据权利要求5所述的多效枸溶性硅肥的制备方法，其特征在于：所述活化剂为碳酸钾和碳酸钙的混合物；物料混合后磨细至粒径小于100目。
7.根据权利要求5所述的多效枸溶性硅肥的制备方法，其特征在于：物料的焙烧温度为750-800℃，焙烧时间为40-60min；物料焙烧经冷却后球磨至粒径小于250目。
8.根据权利要求1-4任一所述的多效枸溶性硅肥在土壤施肥中的应用，其特征在于：可将多效枸溶性硅肥与有机肥、氮、磷肥一起作基肥施用，而不可与碳酸氢铵混合施用。
9.根据权利要求8所述的多效枸溶性硅肥在土壤施肥中的应用，其特征在于：可施用于受污染的农田及种植多年的农田中。
10.根据权利要求8所述的多效枸溶性硅肥在土壤施肥中的应用，其特征在于：可每年连续施用，每亩施用50-100公斤。
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