CN110235746A - 一种环保型植物培养基及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型植物培养基及其制备方法，涉及无土栽培技术领域，该环保型植物培养基按重量百分数包括复配料40‑90％和水10‑60％，复配料按重量份包括：粉磨料65‑95份；激化剂5‑35份；微量元素0.00001‑0.1份；粉磨料包括去除重金属的尾矿和粉煤灰中的一种或两种。本发明的环保型植物培养基，重量轻、吸水性好，抗压强度高，且具有保温、隔热的性能，不仅便于运输，且富含微量元素，微量元素可缓慢释放，以满足植物培养的需求，具有较好的经济效益和社会效益。

Description

一种环保型植物培养基及其制备方法

技术领域

本发明涉及无土栽培技术领域，具体涉及一种环保型植物培养基及其制备方法。

背景技术

随着人们对生活品质的追求逐步提高，很多人选择在家庭中培育无公害的花卉、蔬菜等植物，自己种的蔬菜更加放心，既享受到植物培养的乐趣，又让植物美化室内的环境，同时植物生长不同阶段的观赏性和趣味性也得到充分体验。

一般植物生长离不开泥土，但是泥土中种子容易滋生虫子、细菌等生物，因此无土栽培得到迅速发展。无土栽培中用人工配制的培养液，供给植物矿物营养的需要。无土栽培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境，有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍，充分满足作物对矿质营养、水分、气体等环境条件的需要，栽培用的基本材料又可以循环利用，因此具有省水、省肥、省工、高产优质等特点。培养基栽培是无土栽培中推广面积较大的一种方式。它是将作物的根系固定在有机或无机的培养基上，通过滴灌或细流灌溉的方法，供给作物营养液。

现有的培养基大多数采用沙砾、泥炭、蛭石、岩棉或农业废弃物为主要原料进行配置，且基质基本是粒状或粉状，需要吸收矿物营养物质后配合培养容器使用，使用较为麻烦，且本身不便于运输。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种环保型植物培养基及其制备方法，一方面合理利用去除重金属后的尾矿和粉煤灰，另一方面能提供植物所需微量元素，具有较好的经济效益和社会效益。

本发明第一方面提供一种环保型植物培养基，环保型植物培养基按重量百分数包括复配料40-90％和水10-60％，复配料按重量份包括：

粉磨料65-95份；

激化剂5-35份；

微量元素0.00001-0.1份；

粉磨料包括去除重金属的尾矿和粉煤灰中的一种或两种。

基于第一方面，在可能的实施例中，激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。

基于第一方面，在可能的实施例中，微量元素包括铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、硒、磷、钙、镁、钠、铝的无机盐、氧化物、螯合物或络合物中的一种或多种。

基于第一方面，在可能的实施例中，尾矿包括铁矿、铜矿、高岭土、硅灰石、石英石、钾长石中的一种或多种。

本发明第二方面提供一种环保型植物培养基的制备方法，其包括步骤：

将尾矿和粉煤灰中的一种或两种进行粉磨，再通过重金属分离器去除重金属，得到粉磨料；

按重量份计量粉磨料65-95份、激化剂5-35份和微量元素0.00001-0.1份，混合复配得到复配料；

按重量百分数计量复配料40-90％和水10-60％，混合搅拌均匀形成混合料；

将混合料倒入特定容器模型中，经反应固化后，形成固化半成品；

将固化半成品脱模后静置自然干燥，再高温烧结，待其自然冷却至室温后，得到烧结半成品，将烧结半成品开槽或开孔，形成环保型植物培养基。

基于第二方面，在可能的实施例中，特定容器模型为长方体、圆柱体或不规则的多边体容器，容器的深度为10-500mm。

基于第二方面，在可能的实施例中，经反应固化后，还包括：

将合格的固化半成品进行精细修整；

将不合格的固化半成品与修整切除的废料重新进行粉磨。

基于第二方面，在可能的实施例中，高温烧结包括：

将干燥后的固化半成品码垛后送入高温焙烧设备中烧结，烧结温度为900-1800℃，烧结时长为0.1-24h。

基于第二方面，在可能的实施例中，槽或孔均匀间隔排列，槽或孔的深度为1-200mm。

基于第二方面，在可能的实施例中，激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的环保型植物培养基，重量轻、吸水性好，抗压强度高，且具有保温、隔热的性能。

(2)本发明的环保型植物培养基，不仅便于运输，且富含微量元素，微量元素可缓慢释放，以满足植物培养的需求，具有较好的经济效益和社会效益。

(3)本发明的环保型植物培养基，合理利用去除重金属后的尾矿和粉煤灰，既解决了尾矿和粉煤灰污染环境的问题，也创造了额外的收益。

附图说明

图1为本发明实施例提供的制备方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的环保型植物培养基的第一种结构示意图；

图3为本发明实施例提供的环保型植物培养基的第二种结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供一种环保型植物培养基，该环保型植物培养基按重量百分数包括复配料40-90％和水10-60％，在其他实施例中，环保型植物培养基也可按重量份包括复配料40-90份和水10-60份。

上述复配料按重量份包括：粉磨料65-95份、激化剂5-35份和微量元素0.00001-0.1份。

本实施例的环保型植物培养基重量轻、吸水性好，抗压强度好，具有保温、隔热的性能，不仅便于运输，且富含微量元素，微量元素可缓慢释放，以满足植物的需求，具有较好的经济效益和社会效益。

上述粉磨料包括去除重金属的尾矿和粉煤灰中的一种或两种。其中，尾矿包括铁矿、铜矿、高岭土、硅灰石、石英石、钾长石中一种或多种。在其他实施例中，粉磨料还可以包括其他种类的尾矿。本发明实施例中，磨粉料是由尾矿和粉煤灰中的一种或两种，在磨粉后经过超强高梯度永磁重金属分离器去除超标重金属后得到的，本实施例的环保型植物培养基合理利用尾矿和粉煤灰，既解决了尾矿和粉煤灰污染环境的问题，也创造了额外的收益。

本实施例中，激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。

本实施例中，微量元素包括铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、硒、磷、钙、镁、钠、铝的无机盐、氧化物、螯合物或络合物中的一种或多种。微量元素还可以包括其他有益于植物生长的元素及其无机盐、氧化物、螯合物或络合物。

参见图1所示，本发明实施例还提供一种制备上述环保型植物培养基的制备方法，其包括步骤：

S1.将尾矿和粉煤灰中的一种或两种进行粉磨，再通过重金属分离器去除重金属，得到粉磨料。

具体地，利用粉磨设备对尾矿和粉煤灰中的一种或两种进行粉磨，使其充分单体解离，然后将粉磨后的粉料经过重金属分离器去除超标重金属，即得到粉磨料。

本实施例中，该重金属分离器为超强高梯度永磁重金属分离器，该重金属分离器依据粉磨后粉料的组成部分之间比磁化系数的差异进行超标重金属的去除。

S2.按重量份计量粉磨料65-95份、激化剂5-35份和微量元素0.00001-0.1份，混合复配得到复配料。上述激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。

S3.按重量百分数计量复配料40-90％和水10-60％，混合搅拌均匀形成混合料。

本实施例中，也可按重量份计量复配料40-90份和水10-60份。

S4.将混合料倒入特定容器模型中，经反应固化后，形成固化半成品。上述反应固化的时间为0.1-20h，特定容器模型为长方体、圆柱体或不规则的多边体容器，容器的深度为10-500mm。

S5.将固化半成品脱模后静置自然干燥，再高温烧结，待其自然冷却至室温后，得到烧结半成品，将烧结半成品开槽或开孔，形成环保型植物培养基。上述自然干燥时间为1-48h。

上述步骤S4中，经反应固化后，还包括：

首先将合格的固化半成品进行精细修整；然后将表面不平整、有裂缝或气泡等不合格的固化半成品与修整切除的废料重新回收至粉磨设备中进行粉磨，进一步减少资源的浪费。

上述步骤S5中，高温烧结包括：将干燥后的固化半成品码垛后送入高温焙烧设备中烧结，待其自然冷却至室温后，即得到烧结半成品。烧结温度为900-1800℃，烧结时长为0.1-24h。

本实施例中，在烧结半成品上利用开孔设备进行开槽或开孔，上述槽或孔均匀间隔排列，槽或孔的深度为1-200mm。上述槽或孔有益于植物的保湿、保温和透气生长。在其他实施例中，上述孔也可以是通孔。

通过本方法制备的环保型植物培养基质量轻，吸水性好，抗压强度好，同时保温、隔热性能好，其容重为300kg/m³～800kg/m³，吸水率为10％～95％，抗压强度为2MPa～15MPa，导热系数为0.09W/(m·k)～0.22W/(m·k)。

实施例1

将铁矿尾矿和粉煤灰进行粉磨后，通过超强高梯度永磁重金属分离器去除超标重金属，得到铁矿尾矿粉和粉煤灰粉，按重量份，计量铁矿尾矿25份、粉煤灰粉70份，以及激化剂5份、微量元素0.00001份，混合复配得到复配料。

按重量份，计量复配料90％和水10％，混合搅拌均匀得到混合料。将混合料倒入一长方形容器模型中，经反应固化20小时后，形成固化半成品。

将合格的固化半成品进行精细修整，不合格的固化半成品与修整切除的废料重新回收至粉磨设备中进行粉磨；然后将固化半成品脱模后静置自然干燥1h，将干燥后的固化半成品码垛后送入高温炉中，在1800℃下进行高温煅烧，煅烧时间0.1h，烧结完成后自然冷却至室温，即得到烧结半成品。最后用电动锯在烧结半成品上开出深1mm的长方形槽，毛边修理光整后得到如图2所示的环保型植物培养基，将其放置在合适的托盘内，即可用于植物的无土培养。

经检测，该环保型植物培养基的容重为755kg/m³，吸水率为15％，抗压强度为13.0MPa，导热系数为0.10W/(m·k)。

实施例2

将石英石尾矿和粉煤灰进行粉磨后，通过超强高梯度永磁重金属分离器去除超标重金属，得到石英石尾矿粉和粉煤灰粉，按重量份，计量石英石尾矿粉10份、粉煤灰粉69.995份，以及激化剂20份、微量元素0.005份，混合复配得到复配料。

按重量份，计量复配料65份和水35份，混合搅拌均匀得到混合料。将混合料倒入一长方形容器模型中，经反应固化2小时后，形成固化半成品。

将合格的固化半成品进行精细修整，不合格的固化半成品与修整切除的废料重新回收至粉磨设备中进行粉磨；然后将固化半成品脱模后静置自然干燥12h，将干燥后的固化半成品码垛后送入高温炉中，在1300℃下进行高温煅烧，煅烧时间1.5h，烧结完成后自然冷却至室温，即得到烧结半成品。最后用电动锯在烧结半成品上开出深40mm的长方形槽，毛边修理光整后得到如图2所示的环保型植物培养基，将其放置在合适的托盘内，即可用于植物的无土培养。

经检测，该环保型植物培养基的容重为625kg/m³，吸水率为58％，抗压强度为5.8MPa，导热系数为0.11W/(m·k)。

实施例3

将钾长石尾矿进行粉磨后，通过超强高梯度永磁重金属分离器去除超标重金属，得到钾长石尾矿粉，按重量份，计量钾长石尾矿粉65份，以及激化剂35份、微量元素0.1份，混合复配得到复配料。

按重量份，计量复配料40％和水60％，混合搅拌均匀得到混合料。将混合料倒入一圆柱形容器模型中，经反应固化0.1h后，形成固化半成品。

将合格的固化半成品进行精细修整，不合格的固化半成品与修整切除的废料重新回收至粉磨设备中进行粉磨；然后将固化半成品脱模后静置自然干燥48h，将干燥后的固化半成品码垛后送入高温炉中，在900℃下进行高温煅烧，煅烧时间24h，烧结完成后自然冷却至室温，即得到烧结半成品。最后用机械开孔器在烧结半成品上开出深200mm的圆孔，毛边修理光整后得到如图3所示的环保型植物培养基，将其放置在合适的托盘内，即可用于植物的无土培养。

经检测，该环保型植物培养基的容重为350kg/m³，吸水率为82％，抗压强度为2.8MPa，导热系数为0.19W/(m·k)。

实施例4

将粉煤灰进行粉磨后，通过超强高梯度永磁重金属分离器去除超标重金属，得到粉煤灰粉，按重量份，计量粉煤灰粉81.992份，以及激化剂18份、微量元素0.008份，混合复配得到复配料。

按重量份，计量复配料40份和水60份，混合搅拌均匀得到混合料。将混合料倒入一圆柱形容器模型中，经反应固化1.5h后，形成固化半成品。

将合格的固化半成品进行精细修整，不合格的固化半成品与修整切除的废料重新回收至粉磨设备中进行粉磨；然后将固化半成品脱模后静置自然干燥8h，将干燥后的固化半成品码垛后送入高温炉中，在1350℃下进行高温煅烧，煅烧时间1h，烧结完成后自然冷却至室温，即得到烧结半成品。最后用机械开孔器在烧结半成品上开出深60mm的圆孔，毛边修理光整后得到如图3所示的环保型植物培养基，将其放置在合适的托盘内，即可用于植物的无土培养。

经检测，该环保型植物培养基的容重为560kg/m³，吸水率为65％，抗压强度为5.0MPa，导热系数为0.13W/(m·k)。

本发明的环保型植物培养基的制备方法，可合理利用尾矿和粉煤灰，解决了尾矿和粉煤灰污染环境的问题，且制成的环保型植物培养基重量轻、吸水性好，抗压强度好，具有保温、隔热的性能，能够提供植物所需微量元素，具有较好的经济效益和社会效益。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种环保型植物培养基，其特征在于，所述环保型植物培养基按重量百分数包括复配料40-90％和水10-60％，所述复配料按重量份包括：

粉磨料65-95份；

激化剂5-35份；

微量元素0.00001-0.1份；

所述粉磨料包括去除重金属的尾矿和粉煤灰中的一种或两种。

2.如权利要求1所述的环保型植物培养基，其特征在于：所述激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的环保型植物培养基，其特征在于：所述微量元素包括铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、硒、磷、钙、镁、钠、铝的无机盐、氧化物、螯合物或络合物中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的环保型植物培养基，其特征在于：所述尾矿包括铁矿、铜矿、高岭土、硅灰石、石英石、钾长石中的一种或多种。

5.一种如权利要求1所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于，其包括步骤：

将尾矿和粉煤灰中的一种或两种进行粉磨，再通过重金属分离器去除重金属，得到粉磨料；

按重量份计量所述粉磨料65-95份、激化剂5-35份和微量元素0.00001-0.1份，混合复配得到复配料；

按重量百分数计量复配料40-90％和水10-60％，混合搅拌均匀形成混合料；

将所述混合料倒入特定容器模型中，经反应固化后，形成固化半成品；

将所述固化半成品脱模后静置自然干燥，再高温烧结，待其自然冷却至室温后，得到烧结半成品，将所述烧结半成品开槽或开孔，形成环保型植物培养基。

6.如权利要求5所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于：所述特定容器模型为长方体、圆柱体或不规则的多边体容器，所述容器的深度为10-500mm。

7.如权利要求5所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于，经反应固化后，还包括：

将合格的固化半成品进行精细修整；

将不合格的固化半成品与修整切除的废料重新进行粉磨。

8.如权利要求5所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于，所述高温烧结包括：

将干燥后的固化半成品码垛后送入高温焙烧设备中烧结，烧结温度为900-1800℃，烧结时长为0.1-24h。

9.如权利要求5所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于：所述槽或孔均匀间隔排列，所述槽或孔的深度为1-200mm。

10.如权利要求5所述的环保型植物培养基的制备方法，其特征在于：所述激化剂为铝粉、锌粉、电石灰中的一种或多种。