CN115466147A

CN115466147A - 一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥

Info

Publication number: CN115466147A
Application number: CN202211079343.2A
Authority: CN
Inventors: 韩志全; 张志明; 郑万喜; 连丰; 张利; 张哲�
Original assignee: Shenyang Meihua Agricultural Technology Co ltd
Current assignee: Shenyang Meihua Agricultural Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2022-12-13

Abstract

本发明公开了一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥，种微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶生产的高效肥，包括：微纳米凹凸棒粉、微纳米碳溶胶、黄腐酸钾、碳酸氢铵、稀土和邻苯二酚以及纳米硅粉，本发明通过微纳米碳溶胶和微纳米凹凸棒粉进行有机活化，并通过对微量元素进行螯合，在极大的提高肥料的缓释性同时，更有效的激活土壤的生物菌的活性，更重要的是：增强了土壤的电动势能，在解磷、解钾的同时，释放出更多可被植物吸收的营养成分。使得作物生长时养分含量高，肥料活性强，利用率高。减少了化肥投入，减轻了环境污染，成本低，功效高。适宜喷施、冲施、滴灌、灌根，见效快，促长作用突出，增产效果显著。

Description

一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥

技术领域

本发明涉及肥料生产技术领域，具体为一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥及制备方法。

背景技术

目前，土壤板结及缺碳是影响农作物生长的最主要因素：

(一)土壤板结的危害

1、导致缺素症：缺素症有时并不一定就是土壤中缺少这种元素，而是因为土壤板结、土壤酸碱度不适宜、或者是土壤水分供应不均衡等一系列问题引起的根部吸收能力下降导致的。

2、根系能力下降：土壤板结的情况下，缺氧而导致根系活力下降，不能正常发育，植物根部细胞呼吸减弱，而氮素等营养又多以离子态存在，吸收时要耗细胞代谢产生的能量，呼吸减弱，故能量供应不足，影响养分的吸收。

3、植株根系呼吸受阻：土壤板结的情况下，植物根部细胞呼吸减弱，而氮素等营养又多以离子态存在，吸收时多以主动运输方式，要消耗细胞代谢产生的能量。呼吸减弱，故能量供应不足，影响吸收。

4、导致缺素症：缺素症有时并不一定就是土壤中缺少这种元素，而是因为土壤板结、土壤酸碱度不适宜、或者是土壤水分供应不均衡等一系列问题引起的根部吸收能力下降导致的。

(二)土壤中缺乏碳源，将对农作物生长带来极大的危害：

根系衰弱：土壤微生物同根系的互动，是根系生长的外源刺激。土壤中有机质不足，微生物繁殖所需的碳源不足，致使根际微生物群落稀疏，根系生长的外源刺激太弱，根系就失去了生长的外部刺激。因此土壤缺乏能被根系和土壤微生物直接吸收的水溶有机碳——有效碳，直接造成农作物根系衰弱、老化。这就是农作物减产和抗逆性差的根源。

早衰：

根部基本上吸收不到有效碳的情况，农作物仅靠叶片的光合作用转化CO2，同样的积累所需的转化能就大得多。在白天阳光充足时，能量得到供应，但在夜间或阴雨天，这种转化和积累就要靠消耗作物内部的能量来进行。这种能量收支的规律失衡，是导致植物早衰的另一种原因。这种情况在生长期较长的瓜豆类蔬菜和果树尤为显著。

黄叶病和失绿症：阴雨天光合作用接近停止，空气中CO2不能正常被吸收转化，农作物的碳营养和碳能源双双下降。阴雨持续，就产生黄叶落叶，有些作物的新叶表现为失绿。一般误认为是“水浸”，其实只有同时烂根才是“水浸”，一般并不是“水浸”而是缺碳。

亚健康：如果有根部吸收水溶有机碳作补充，不但可继续进行物质转化和积累，还可供应新陈代谢的能量。一旦缺碳，这种情况就不能进行，于是植株就日夜交替周而复始地出现间歇性“透支”，这就使植株不能正常生长和完成物质积累，处于一种“亚健康”状态。

1)虽然纳米碳有较强的改良土壤动力的能力，其带负电荷的离子可以置换出大量的具备营养价值的负离子，在土壤中形成电动势能量，调整植物细胞的渗透压，激活生物酶的繁殖，给作物的生长提供较多的营养，但缺乏利于微生物扩繁的有机营养成分。

2)虽然微纳米凹凸棒粉具有独特的理化性质和强大的吸附性能，又富含植物所需的多种中微量元素，用其制备的缓释肥料具有S型的养分释放曲线，这很好地贴合了作物整个生育期的养分需求特性。但缺乏激活植物细胞的能量和动力，有机营养成分释放效果不显著

3)所以，只有将碳元素与微纳米凹凸棒有机结合，各自发挥自身特点，互相进行物理及化学方面的有机结合与鳌合才能够对农作物生长提供更好养分

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥，解决了现有装置使用不方便的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶生产的高效肥，包括：微纳米凹凸棒粉、微纳米碳溶胶、黄腐酸钾、碳酸氢铵、稀土和邻苯二酚以及纳米硅粉，按照重量百分比的组成为：微纳米凹凸棒粉20-25％，微纳米碳溶胶5-6.5％，黄腐酸钾4-8％。碳酸氢铵2.6～3.8％，稀土0.1～0.3％，邻苯二酚0.01～0.06％，纳米硅粉1.3～1.5％，剩余添加化学肥料；所述化学肥料中含有氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硼，所述化学肥料元素在所述环保肥中的重量百分比含量为：氮15～18％，磷3.8～6.6％，钾14～18％，钙1.3～1.9％，镁0.6～0.8％，锌0.3～0.6％，锰0.4～0.6％，铁0.4～0.5％，铜0.3～0.4％，硼0.3～0.4％。

优选的：包含以下步骤：

S1.微纳米凹凸棒粉生产：选择含有白云石、石英砂、方解石或蛋白石等为主的凹凸矿。将大块矿石经破碎机粉碎，物料经粉碎达到所需的细度后，由提升机将物料送至出储料斗，再经振动机将物料均匀送至主机磨室内，由于旋转时离心力的作用，磨辊向外摆动，紧压与磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动达到粉碎目的。物料研磨后的细粉，细度为200-300目，再将该物料送至气流粉碎机粉碎，粉碎后的物料随鼓风机的循环风被带到分离机进行分选，较粗的物料由皮带机送回重粉，合格细粉(6000-8500目)随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为微纳米凹凸粉成品。

S2.微纳米碳溶胶生产：以优质石墨为原料(碳元素含量99.00％以上)，将固态石墨制成电极，放入电解质溶液中如图1所示，在交流脉冲电流的作用下,电流频率控制在20-60KHZ，电压控制在25-36V，碳原子在电极上获得能量，当碳原子获得的能量超过化学键力，并同时获得具有形成纳米碳尺度范围碳颗粒所需要的表面能量时，这部分碳原子将与固体碳电极脱离，形成的纳米石墨碳颗粒游离在电解液中，由于纳米尺度范围的碳纳米颗粒具有强烈的选择吸附性，它们会选择电解质中一定量的带负电荷的离子，离子吸附而使其带负电荷而相互排斥，即形成：“双电层”，从而使纳米碳溶胶得以稳定生成。纳米碳溶胶制成后，其石墨表面已经形成了“双电层”效应，但为了防止在制粉的过程中双电层被破坏，我们又选择了附力强的材料，与石墨颗粒表面亲合大的阴离子表面活性剂作为包裹剂对纳米石墨颗粒再一次修饰，取得了良好的纳米碳溶胶。其主要技术指标：PH：2.5-3.5，固形物含量：大于等于千分之五。

S3.将微纳米凹凸棒粉(固态)按75％与微纳米碳溶胶按(液态)25％比例混合，加入1-2％调和剂。在反应釜反应，温度60-90度，反应釜搅拌速度：45-60转/分钟，时间：8-10小时。

S4.将混合好的物料送至立式混料器中，再陆续加入黄腐酸钾4-8％，碳酸氢铵2.6～3.8％，稀土0.1～0.3％，邻苯二酚0.01～0.06％，纳米硅粉1.3～1.5％，剩余为化学肥料；所述化学肥料中含有氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硼，且这几种元素在所述环保肥中的重量百分比含量为：且这几种元素在所述高效肥中的重量百分比含量为：氮15～18％，磷3.8～6.6％，钾14～18％，钙1.3～1.9％，镁0.6～0.8％，锌0.3～0.6％，锰0.4～0.6％，铁0.4～0.5％，铜0.3～0.4％，硼0.3～0.4％。

混合温度45-55度，滚筒旋转速度：30-35转/分钟，时间：2-4小时，使得物料含水份小于等于5％。这样就完成了微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥。

有益效果

本发明提供一种微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥，具备以下有益效果:

1、微纳米凹凸棒粉较强的吸附性能和大量内部孔道不仅可以容纳土壤养分，也可以吸附导致土壤污染的污染物分子，使其失去活性从而修复污染土壤。大量研究表明，微纳米凹凸棒粉通过离子交换吸附、离子络合、静电吸附、纳米孔道固定、形成氢氧化物微沉淀等方式吸附重金属，吸附过程中也经常存在多种方式共同作用。

2、微纳米凹凸棒粉具有独特的理化性质和强大的吸附性能，又富含植物所需的多种中微量元素，用其制备的缓释肥料具有S型的养分释放曲线，这很好地贴合了作物整个生育期的养分需求特性。同时由于微纳米凹凸棒粉对土壤养分的长期吸附和对养分流失的阻滞，使得微纳米凹凸棒粉缓释肥料在下茬作物上表现出明显的增产现象。因此，微纳米凹凸棒粉是生产缓释、控失肥料的理想吸附载体和控失手段。

3、微纳米凹凸棒粉较大的内外比表面积和丰富的内部纳米孔道在保证良好的保水保肥性，甚至提供部分酸碱缓冲性能的同时，也能够吸附土壤中各种不利于植物生长发育的化学物质(如重金属等)，抑制有害微生物活动，降低植物的生长发育阻力。微纳米凹凸棒粉吸附或者接枝聚合一些高分子材料后，能够自组装形成三维微纳网格结构，与高分子材料自身的分子互穿网格共同作用下，可大幅度提升高分子材料的吸附和滞留能力，是非常理想的土壤改良剂。

4、微纳米碳溶胶中的碳营养以有机化合小分子形式存在，它同土壤中一些矿物质离子例如钙离子、铁离子等结合，成为土壤团粒结构的核心。碳营养丰富的土壤，团粒结构好，含氧涵水性好，物理肥力强。土壤中加入碳营养，能够提高土壤碳氮比，提高土壤透气性。

5、微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶融合后，极大的增强了其自身的吸附性能和大量内部孔道，不仅可以容纳土壤养分，也可以吸附导致土壤污染的污染物分子，使其失去活性从而修复污染土壤。大量研究表明，微纳米凹凸棒石与微纳米碳溶胶融合后，通过离子交换吸附、离子络合、静电吸附、纳米孔道固定、形成氢氧化物微沉淀等方式吸附重金属，吸附过程中也经常存在多种方式共同作用。

6、土壤三大肥力都与碳营养有密切的关系。碳营养以有机化合小分子形式存在，它同土壤中一些矿物质离子例如钙离子、铁离子等结合，成为土壤团粒结构的核心。碳营养丰富的土壤，团粒结构好，含氧涵水性好，物理肥力强。土壤中加入碳营养，能够提高土壤碳氮比，提高土壤透气性，促使作物根系更加强壮，根端释放更多有机酸形成丰富的根际微生物圈，因此土壤生物肥力大大提升。所以碳营养不但是土壤化学肥力的重要成分，还是土壤三大肥力互相联系和循环促进的动力。为此，微纳米凹凸棒与微纳米碳溶胶生产的高效肥就是增强土壤碳营养的良好措施。

本发明包括微纳米凹凸棒粉、微纳米碳溶胶、尿素、磷酸二铵、硫酸钾等，再将黄腐酸钾、稀土、邻苯二酚和硅粉混合均匀；加入钾盐、钙盐、镁盐继续混合均匀；得到混合液；将锌盐、锰盐、铁盐、铜盐依次加入混合均匀，得到混合溶液；将所述的混合溶液混合均匀后，再依次加入碳酸氢铵、含硼化合物、含氮化合物、含磷化合物混合均匀。

本发明通过微纳米碳溶胶和微纳米凹凸棒粉进行有机活化，并通过对微量元素进行螯合，在极大的提高肥料的缓释性同时，更有效的激活土壤的生物菌的活性，更重要的是：增强了土壤的电动势能，在解磷、解钾的同时，释放出更多可被植物吸收的营养成分。使得作物生长时养分含量高，肥料活性强，利用率高。减少了化肥投入，减轻了环境污染，成本低，功效高。适宜喷施、冲施、滴灌、灌根，见效快，促长作用突出，增产效果显著。

附图说明

图1为本发明的形成原理图。

图2为本发明的双电层原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶生产的高效肥，包括：微纳米凹凸棒粉、微纳米碳溶胶、黄腐酸钾、碳酸氢铵、稀土和邻苯二酚以及纳米硅粉，按照重量百分比的组成为：微纳米凹凸棒粉20-25％，微纳米碳溶胶5-6.5％，黄腐酸钾4-8％。碳酸氢铵2.6～3.8％，稀土0.1～0.3％，邻苯二酚0.01～0.06％，纳米硅粉1.3～1.5％，剩余添加化学肥料；所述化学肥料中含有氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硼，所述化学肥料元素在所述环保肥中的重量百分比含量为：氮15～18％，磷3.8～6.6％，钾14～18％，钙1.3～1.9％，镁0.6～0.8％，锌0.3～0.6％，锰0.4～0.6％，铁0.4～0.5％，铜0.3～0.4％，硼0.3～0.4％。

通过本领域技术人员，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。

实施例：首先：微纳米凹凸棒粉生产：选择含有白云石、石英砂、方解石或蛋白石等为主的凹凸矿。将大块矿石经破碎机粉碎，物料经粉碎达到所需的细度后，由提升机将物料送至出储料斗，再经振动机将物料均匀送至主机磨室内，由于旋转时离心力的作用，磨辊向外摆动，紧压与磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动达到粉碎目的。物料研磨后的细粉，细度为200-300目，再将该物料送至气流粉碎机粉碎，粉碎后的物料随鼓风机的循环风被带到分离机进行分选，较粗的物料由皮带机送回重粉，合格细粉(6000-8500目)随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为微纳米凹凸粉成品。

其次：微纳米碳溶胶生产：以优质石墨为原料(碳元素含量99.00％以上)，将固态石墨制成电极，放入电解质溶液中如图1所示，在交流脉冲电流的作用下,电流频率控制在20-60KHZ，电压控制在25-36V，碳原子在电极上获得能量，当碳原子获得的能量超过化学键力，并同时获得具有形成纳米碳尺度范围碳颗粒所需要的表面能量时，这部分碳原子将与固体碳电极脱离，形成的纳米石墨碳颗粒游离在电解液中，由于纳米尺度范围的碳纳米颗粒具有强烈的选择吸附性，它们会选择电解质中一定量的带负电荷的离子，离子吸附而使其带负电荷而相互排斥，即形成：“双电层”，从而使纳米碳溶胶得以稳定生成。纳米碳溶胶制成后，其石墨表面已经形成了“双电层”效应，但为了防止在制粉的过程中双电层被破坏，我们又选择了附力强的材料，与石墨颗粒表面亲合大的阴离子表面活性剂作为包裹剂对纳米石墨颗粒再一次修饰，取得了良好的纳米碳溶胶。其主要技术指标：PH：2.5-3.5，固形物含量：大于等于千分之五。

然后：将微纳米凹凸棒粉(固态)按75％与微纳米碳溶胶按(液态)25％比例混合，加入1-2％调和剂。在反应釜反应，温度60-90度，反应釜搅拌速度：45-60转/分钟，时间：8-10小时。

最后：将混合好的物料送至立式混料器中，再陆续加入黄腐酸钾4-8％，碳酸氢铵2.6～3.8％，稀土0.1～0.3％，邻苯二酚0.01～0.06％，纳米硅粉1.3～1.5％，剩余为化学肥料；所述化学肥料中含有氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硼，且这几种元素在所述环保肥中的重量百分比含量为：且这几种元素在所述高效肥中的重量百分比含量为：氮15～18％，磷3.8～6.6％，钾14～18％，钙1.3～1.9％，镁0.6～0.8％，锌0.3～0.6％，锰0.4～0.6％，铁0.4～0.5％，铜0.3～0.4％，硼0.3～0.4％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶生产的高效肥，其特征在于：包括：微纳米凹凸棒粉、微纳米碳溶胶、黄腐酸钾、碳酸氢铵、稀土和邻苯二酚以及纳米硅粉，按照重量百分比的组成为：微纳米凹凸棒粉20-25％，微纳米碳溶胶5-6.5％，黄腐酸钾4-8％。碳酸氢铵2.6～3.8％，稀土0.1～0.3％，邻苯二酚0.01～0.06％，纳米硅粉1.3～1.5％，剩余添加化学肥料；所述化学肥料中含有氮、磷、钾、钙、镁、锌、锰、铁、铜、硼，所述化学肥料元素在所述环保肥中的重量百分比含量为：氮15～18％，磷3.8～6.6％，钾14～18％，钙1.3～1.9％，镁0.6～0.8％，锌0.3～0.6％，锰0.4～0.6％，铁0.4～0.5％，铜0.3～0.4％，硼0.3～0.4％。

2.根据权利要求1所述的一种微纳米凹凸棒粉与微纳米碳溶胶生产的高效肥制备方法，其特征在于，包含以下步骤：