CN108530209A - 一种基于煤矸石改性的复合肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于煤矸石改性的复合肥料，包括以下重量份的原料：改性煤矸石36‑42份、工业废渣26‑32份、硅钙粉16‑20份、生物炭14‑18份、草木灰8‑14份、尿素4‑6份、三聚磷酸钠3‑5份、海洋贻贝粘蛋白1‑3份、硅钙镁钾肥2‑5份、红薯渣2‑4份、柠檬酸1‑3份、固氮菌1‑3份。本发明的目的是提供一种基于煤矸石改性的复合肥料，该肥料采用煤矸石改性后制备的复合肥，不仅实现了资源再利用，同时为植物生长提供了丰富营养物质，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

Description

一种基于煤矸石改性的复合肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体涉及一种基于煤矸石改性的复合肥料及其制备方法。

背景技术

肥料是指提供一种或一种以上植物必需的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，煤矸石弃置不用，占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体，矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害，煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。

中国专利文献（公开号：CN103664377B）公开了一种有机肥料的制备方法，将秸秆、煤矸石、次粉、稻壳粉粉碎灭菌后加入尿素、过磷酸钙、丙三醇，搅拌均匀后加水进入发酵罐与混合菌种粉进行发酵；与辅料混合后造粒得有机肥料，该肥料采用的煤矸石未经处理，营养物质不易释放，继而效果不佳。

中国专利文献（公开号：CN105060506B）公开了一种微生物填料及其制备方法和应用，该微生物填料为载有复合微生物菌剂的粉煤灰纳米改性填料，其中：所述粉煤灰纳米改性填料以粉煤灰和煤矸石为原料、加入辅料，并添加纳米Al2O3作为纳米改性填料烧制而成，所述复合微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、亚硝化菌、酵母菌和乳酸菌，该发明采用煤矸石、粉煤灰等原料制备填料，煤矸石不仅可应用在肥料中，还可应用在微生物填料领域，但本发明以煤矸石为原料研究在肥料领域中应用。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于煤矸石改性的复合肥料，该肥料采用煤矸石改性后制备的复合肥，不仅实现了资源再利用，同时为植物生长提供了丰富营养物质，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种基于煤矸石改性的复合肥料，包括以下重量份的原料：

改性煤矸石36-42份、工业废渣26-32份、硅钙粉16-20份、生物炭14-18份、草木灰8-14份、尿素4-6份、三聚磷酸钠3-5份、海洋贻贝粘蛋白1-3份、硅钙镁钾肥2-5份、红薯渣2-4份、柠檬酸1-3份、固氮菌1-3份。

优选地，所述基于煤矸石改性的复合肥料包括以下重量份的原料：

改性煤矸石38-42份、工业废渣27-32份、硅钙粉18-20份、生物炭16-18份、草木灰12-14份、尿素5-6份、三聚磷酸钠4-5份、海洋贻贝粘蛋白2-3份、硅钙镁钾肥3-5份、红薯渣3-4份、柠檬酸2-3份、固氮菌2-3份。

优选地，所述基于煤矸石改性的复合肥料包括以下重量份的原料：

改性煤矸石39份、工业废渣29份、硅钙粉18份、生物炭16份、草木灰11份、尿素5份、三聚磷酸钠4份、海洋贻贝粘蛋白2份、硅钙镁钾肥3.5份、红薯渣3份、柠檬酸2份、固氮菌2份。

优选地，所述改性煤矸石制备为将煤矸石在温度为650-750℃下煅烧25-35min，随后冷却至室温，再送入球磨机中进行球磨至粒径为32-36目，随后依次加入氯化铁、稀硫酸进行处理8-12min，随后再用乙醇进行洗涤至溶液为中性，再加入十二烷基硫酸钠、硅灰粉，搅拌转速为115-125r/min，搅拌时间为15-25min，即得改性煤矸石。

优选地，所述氯化铁为32-38%氯化铁溶液；所述稀硫酸为质量分数30-40%稀硫酸溶液。

优选地，所述煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为（11-15）:（3-5）:2。

优选地，所述煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为13:4:2。

优选地，所述工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰按照重量比7:4:2组成的混合物。

优选地，所述一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度为200-300目。

本发明还提供了一种制备基于煤矸石改性的复合肥料的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性煤矸石、工业废渣、硅钙粉、生物炭、草木灰、尿素加入高速搅拌机中混合，搅拌速度350-450r/min，搅拌时间35-45min，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、三聚磷酸钠、海洋贻贝粘蛋白、硅钙镁钾肥、红薯渣、柠檬酸、固氮菌加入高速混合机中混合，搅拌速度850-950r/min，搅拌时间为45-55min，即得本发明的基于煤矸石改性的复合肥料。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种基于煤矸石改性的复合肥料，基料采用改性煤矸石、工业废渣大大的降低了肥料成本，同时改性煤矸石、工业废渣中富含大量的微量元素以及稀有元素，提高果实生长，再搭配辅料，进一步提高肥料的肥效，不仅实现了资源再利用，同时为植物生长提供了丰富营养物质，具有较高的使用价值和良好的应用前景。

（2）本发明的一种基于煤矸石改性的复合肥料，煤矸石中主要成分为三氧化氯、二氧化硅，经过改性后其具有优良的活性，可与肥料中其他原料进行配比，同时其本身含有大量的微量元素和微量稀有元素，作为肥料的基料，为植物生长提供了充足营养成分。

（3）本发明的一种基于煤矸石改性的复合肥料，工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰，采用废渣作为肥料原料，不仅可起到废物利用，同时提供了充足的营养物质，提高材料的附加值。

（4）本发明的一种基于煤矸石改性的复合肥料，从实施例3及对比例1-3得出，本发明实施例3相对于对比例3果实产量5.8Kg/亩，饱果率提高了0.3%，本发明产量、饱果率均有提高，但本发明采用的原料均为废弃物，相比对比例3，成本得到很大降低。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.

本实施例的一种基于煤矸石改性的复合肥料，包括以下重量份的原料：

改性煤矸石36份、工业废渣26份、硅钙粉16份、生物炭14份、草木灰8份、尿素4份、三聚磷酸钠3份、海洋贻贝粘蛋白1份、硅钙镁钾肥2份、红薯渣2份、柠檬酸1份、固氮菌1份。

本实施例的改性煤矸石制备为将煤矸石在温度为650℃下煅烧25min，随后冷却至室温，再送入球磨机中进行球磨至粒径为32目，随后依次加入氯化铁、稀硫酸进行处理8min，随后再用乙醇进行洗涤至溶液为中性，再加入十二烷基硫酸钠、硅灰粉，搅拌转速为115r/min，搅拌时间为15min，即得改性煤矸石。

本实施例的氯化铁为32%氯化铁溶液；所述稀硫酸为质量分数30%稀硫酸溶液。

本实施例的煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为11:3:2。

本实施例的工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰按照重量比7:4:2组成的混合物。

本实施例的一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度为200目。

本实施例的一种制备基于煤矸石改性的复合肥料的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性煤矸石、工业废渣、硅钙粉、生物炭、草木灰、尿素加入高速搅拌机中混合，搅拌速度350r/min，搅拌时间35min，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、三聚磷酸钠、海洋贻贝粘蛋白、硅钙镁钾肥、红薯渣、柠檬酸、固氮菌加入高速混合机中混合，搅拌速度850r/min，搅拌时间为45min，即得本发明的基于煤矸石改性的复合肥料。

实施例2.

本实施例的一种基于煤矸石改性的复合肥料，包括以下重量份的原料：

改性煤矸石42份、工业废渣32份、硅钙粉20份、生物炭18份、草木灰14份、尿素6份、三聚磷酸钠5份、海洋贻贝粘蛋白3份、硅钙镁钾肥5份、红薯渣4份、柠檬酸3份、固氮菌3份。

本实施例的改性煤矸石制备为将煤矸石在温度为750℃下煅烧35min，随后冷却至室温，再送入球磨机中进行球磨至粒径为36目，随后依次加入氯化铁、稀硫酸进行处理12min，随后再用乙醇进行洗涤至溶液为中性，再加入十二烷基硫酸钠、硅灰粉，搅拌转速为125r/min，搅拌时间为25min，即得改性煤矸石。

本实施例的氯化铁为38%氯化铁溶液；所述稀硫酸为质量分数40%稀硫酸溶液。

本实施例的煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为15:5:2。

本实施例的工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰按照重量比7:4:2组成的混合物。

本实施例的一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度为300目。

本实施例的一种制备基于煤矸石改性的复合肥料的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性煤矸石、工业废渣、硅钙粉、生物炭、草木灰、尿素加入高速搅拌机中混合，搅拌速度450r/min，搅拌时间45min，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、三聚磷酸钠、海洋贻贝粘蛋白、硅钙镁钾肥、红薯渣、柠檬酸、固氮菌加入高速混合机中混合，搅拌速度950r/min，搅拌时间为55min，即得本发明的基于煤矸石改性的复合肥料。

实施例3.

本实施例的一种基于煤矸石改性的复合肥料，包括以下重量份的原料：

改性煤矸石39份、工业废渣29份、硅钙粉18份、生物炭16份、草木灰11份、尿素5份、三聚磷酸钠4份、海洋贻贝粘蛋白2份、硅钙镁钾肥3.5份、红薯渣3份、柠檬酸2份、固氮菌2份。

本实施例的改性煤矸石制备为将煤矸石在温度为700℃下煅烧30min，随后冷却至室温，再送入球磨机中进行球磨至粒径为34目，随后依次加入氯化铁、稀硫酸进行处理10min，随后再用乙醇进行洗涤至溶液为中性，再加入十二烷基硫酸钠、硅灰粉，搅拌转速为120r/min，搅拌时间为20min，即得改性煤矸石。

本实施例的氯化铁为35%氯化铁溶液；所述稀硫酸为质量分数35%稀硫酸溶液。

本实施例的煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为13:4:2。

本实施例的工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰按照重量比7:4:2组成的混合物。

本实施例的一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度为250目。

本实施例的一种制备基于煤矸石改性的复合肥料的方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性煤矸石、工业废渣、硅钙粉、生物炭、草木灰、尿素加入高速搅拌机中混合，搅拌速度400r/min，搅拌时间40min，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、三聚磷酸钠、海洋贻贝粘蛋白、硅钙镁钾肥、红薯渣、柠檬酸、固氮菌加入高速混合机中混合，搅拌速度900r/min，搅拌时间为50min，即得本发明的基于煤矸石改性的复合肥料。

对比例1.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加改性煤矸石。

对比例2.

与实施例3的材料及制备工艺基本相同，唯有不同的是未添加工业废渣。

对比例3.

中国专利文献（公开号：CN103664377B）公开了一种有机肥料的制备方法中实施例1的原料及方法。

实施例3及对比例1-3性能测试结果如下

	果实产量（Kg/亩）	饱果率（%）
			实施例3	421.5	99.6
对比例1	416.3	98.2
			对比例2	419.8	99.1
对比例3	415.7	99.3

从实施例3及对比例1-3得出，本发明实施例3相对于对比例3果实产量5.8Kg/亩，饱果率提高了0.3%，本发明产量、饱果率均有提高，但本发明采用的原料均为废弃物，相比对比例3，成本得到很大降低。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

改性煤矸石36-42份、工业废渣26-32份、硅钙粉16-20份、生物炭14-18份、草木灰8-14份、尿素4-6份、三聚磷酸钠3-5份、海洋贻贝粘蛋白1-3份、硅钙镁钾肥2-5份、红薯渣2-4份、柠檬酸1-3份、固氮菌1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述基于煤矸石改性的复合肥料包括以下重量份的原料：

改性煤矸石38-42份、工业废渣27-32份、硅钙粉18-20份、生物炭16-18份、草木灰12-14份、尿素5-6份、三聚磷酸钠4-5份、海洋贻贝粘蛋白2-3份、硅钙镁钾肥3-5份、红薯渣3-4份、柠檬酸2-3份、固氮菌2-3份。

3.根据权利要求2所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述基于煤矸石改性的复合肥料包括以下重量份的原料：

改性煤矸石39份、工业废渣29份、硅钙粉18份、生物炭16份、草木灰11份、尿素5份、三聚磷酸钠4份、海洋贻贝粘蛋白2份、硅钙镁钾肥3.5份、红薯渣3份、柠檬酸2份、固氮菌2份。

4.根据权利要求1所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述改性煤矸石制备为将煤矸石在温度为650-750℃下煅烧25-35min，随后冷却至室温，再送入球磨机中进行球磨至粒径为32-36目，随后依次加入氯化铁、稀硫酸进行处理8-12min，随后再用乙醇进行洗涤至溶液为中性，再加入十二烷基硫酸钠、硅灰粉，搅拌转速为115-125r/min，搅拌时间为15-25min，即得改性煤矸石。

5.根据权利要求4所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述氯化铁为32-38%氯化铁溶液；所述稀硫酸为质量分数30-40%稀硫酸溶液。

6.根据权利要求4所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为（11-15）:（3-5）:2。

7.根据权利要求6所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述煤矸石、十二烷基硫酸钠、硅灰粉物质的质量比为13:4:2。

8.根据权利要求1所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述工业废渣为高炉矿渣、抛光砖废渣粉、一级粉煤灰按照重量比7:4:2组成的混合物。

9.根据权利要求8所述的一种基于煤矸石改性的复合肥料，其特征在于，所述一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度为200-300目。

10.一种制备如权利要求1-9任一项所述的基于煤矸石改性的复合肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将改性煤矸石、工业废渣、硅钙粉、生物炭、草木灰、尿素加入高速搅拌机中混合，搅拌速度350-450r/min，搅拌时间35-45min，得到混合物A；

步骤三，将步骤二得到混合物A、三聚磷酸钠、海洋贻贝粘蛋白、硅钙镁钾肥、红薯渣、柠檬酸、固氮菌加入高速混合机中混合，搅拌速度850-950r/min，搅拌时间为45-55min，即得本发明的基于煤矸石改性的复合肥料。