一種含納米矽的天然礦物質肥料及其製備方法
2023-06-05 15:51:31 1
一種含納米矽的天然礦物質肥料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種含納米矽的天然礦物質肥料及其製造方法，按重量份數計，將以下原料混合：磷礦粉45-90份，白雲石5-50份，助劑1-10份，總量為100份，磨碎後，攪拌、高溫煅燒活化該混合物，水淬驟冷後，粉碎產物得到肥料。肥料包括有效成分為，五氧化二磷10-20％，有效鈣5-30％，有效矽10-28％，有效鎂5-15％，納米矽佔有效矽含量的30-80％。本發明充分有效利用我國低品位磷礦、不但為作物提供中微量元素，同時調理和改善農作物生長的機制，調節土壤酸鹼度、改良土壤結構、改善土壤理化學性質和生物化學性質，提高肥料有效利用率，減少肥料使用量，阻隔農作物吸收重金屬。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及礦物質肥料生產【技術領域】，具體涉及一種含納米矽的天然礦物質肥料 及其製備方法。 一種含納米矽的天然礦物質肥料及其製備方法
【背景技術】
[0002] 我國人口多耕地少，中國用世界上7%的耕地養活了 22%的人口，卻用了世界上 35%的化肥。連種連作、大量盲目濫施化肥已成一種掠奪性資源開發，導致資源巨大浪費， 不僅難以推動糧食增產，反而破壞了土壤的內在結構，造成土壤板結，土質變差、地力下降， 再加上過度工業化而帶來的環境汙染，造成了重金屬土壤汙染的嚴重局面；農作物品質下 降，農產品安全已嚴重影響到國民的身體健康。
[0003] 近30年來，我國氮肥工業得到迅速發展，氮肥產量自1982年突破1000萬噸氮，至 2012年達4313萬噸，特別是尿素得到超常的發展。32年累計生產尿素3. 86億噸氮。尿素 在土壤中轉化為銨態氮被作物根表面吸收，置換出氫離子使土壤酸化，致使近30年來，我 國土壤酸化問題越來越嚴重。酸化破壞土壤結構，使土壤板結；酸性土壤滋生真菌，根際病 害增加；酸化促使土壤中有害金屬元素鎘、鉻、鋁、錳的釋放；土壤酸化使作物產量下降，甚 至絕收，使果園果樹大片死亡。治理土壤酸化在某些地區已到了刻不容緩的地步。
[0004] 我國磷礦主要為難選礦的矽鈣（鎂）質及鈣（鎂）質中、低品位磷礦，這兩種類 型的磷礦總資源量達100億噸，這些磷礦中含有的矽、鈣、鎂元素還沒有充分得以開發和利 用。日本科學家發現，鏈長為納米級的矽氧四面體斷鏈，可隨水分從植物根部輸送至葉面， 水分蒸發後，矽氧四面體短鏈殘存在植物細胞壁內。這種矽質化的細胞，能增加作物的抗病 能力，增加作物的抗病能力、抗倒伏能力。這種含矽鈣鎂的礦物質肥料，可阻隔土壤中重金 屬向作物體內的轉移，同時可調節酸性土壤。
[0005] 目前缺少一種天然礦物質肥料及其製備方法，可以有效利用我國的磷礦石原料， 充分利用其中含有的矽元素，降低成本、不僅環保安全、還能有效解決土壤酸化及農作物重 金屬吸收的嚴峻問題。
【發明內容】
[0006] 為了充分有效利用我國低品位磷礦、不但為作物提供中微量元素，同時調理和改 善農作物生長的機制，調節土壤酸鹼度、改良土壤結構、改善土壤理化學性質和生物化學 性質，提高肥料有效利用率，減少肥料使用量，阻隔農作物吸收重金屬，本發明提供了一種 含納米矽的天然礦物質肥料，其特徵在於，肥料有效成分為，五氧化二磷10-20 %，有效鈣 5-30 %，有效矽10-28 %，有效鎂5-15 %，納米矽佔有效矽含量的30-80 %。
[0007] 優選的，所述納米矽的粒徑範圍為10_50nm。
[0008] 本發明還公開了一種含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，按重 量份數計，將以下原料混合：磷礦粉45-90份，白雲石5-50份，助劑1-10份，總量為100份， 磨碎後，攪拌、高溫煅燒活化該混合物，水淬驟冷後，粉碎產物得到肥料。
[0009] 優選的，高溫煅燒溫度為1000-3000°c，時間為1-5個小時。
[0010] 優選的，所述助劑為蛇紋石、橄欖石、矽石或菱鎂石中的一種以上。
[0011] 優選的，水淬驟是用壓力為〇. 1-0. 5MPa的水噴射。
[0012] 優選的，粉碎後產物至50-80%以上通過80-160目篩。
[0013] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0014] 1)本發明的充分利用了我國大量存在的低品位磷礦，體現了資源的高效利用；
[0015] 2)具有調理和改善作物生長的機制，生產原材料是由天然礦物質組成，含有納米 矽物質，鏈長為納米級的矽氧四面體斷鏈，可隨水分從植物根部輸送至葉面，水分蒸發後， 矽氧四面體短鏈殘存在植物細胞壁內。這種矽質化的細胞，能增加作物的抗逆性，從而使作 物具有較強的抗病蟲害能力，可減少施藥次數，還具有抗倒伏、抗乾旱、抗寒冷的能力；
[0016] 3)長期施用還能調節土壤酸鹼度、改良土壤結構、改善土壤理化學性質和生物化 學性質；這種含矽鈣鎂的礦物質肥料，可阻隔土壤中重金屬向作物體內的轉移，阻隔農作物 吸收重金屬的作用，同時可調節酸性土壤；
[0017] 4)提高肥料有效利用率，減少肥料使用量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1.本發明具體實施例一的肥料樣品的電鏡掃描照片；
[0019] 圖2.本發明具體實施例二的肥料樣品的電鏡掃描照片。
【具體實施方式】
[0020] 下面通過實施例對本發明做進一步說明，其目的僅在於更好理解本發明的內容而 非限制本發明的保護範圍。
[0021] 具體實施例一
[0022] 本發明實施例中的原材料來自湖北荊州地區。
[0023] 磷礦粉45份，白雲石45份，蛇紋石5份、矽石5份，經破碎後，裝入入料車，用卷揚 機入高溫熔融爐。從熱風爐來的熱風經風嘴噴入高爐，使高溫區溫度達到l〇〇〇°C左右，物料 在爐內充分煅燒熔融後，煅燒5小時，自出料口放出熔融體，並用表壓為0. 2MPa的水噴射， 使其極冷而凝固並破碎成細小的粒子流入水淬池中，乾燥後的半成品再送入球磨機磨細， 細度要求80 %以上通過80目篩。產品養分含量，經測定，五氧化二磷（P205)含量12 %，有效 鈣（CaO)含量30 %，有效矽（Si02)含量28 %，有效鎂（MgO) 5 %;經掃描電鏡觀察和能譜分析 儀分析，含矽的納米級物質微粒總量佔有效矽的百分率為50%，納米矽的粒徑為20-30nm， 納米矽的電鏡照片見說明書附圖。
[0024] 具體實施例二
[0025] 本發明實施例中的原材料來自湖北荊州地區。
[0026] 磷礦粉90份，白雲石5份，菱鎂石5份，經破碎後，裝入入料車，用卷揚機入高溫熔 融爐。從熱風爐來的熱風經風嘴噴入高爐，使高溫區溫度達到1300°C左右，物料在爐內充分 煅燒熔融後，煅燒1小時，自出料口放出熔融體，並用〇. IMPa的水噴射，使其極冷而凝固並 破碎成細小的粒子流入水淬池中，乾燥後的半成品再送入球磨機磨細，細度要求50 %以上 通過100目篩。產品養分含量，五氧化二磷（P2〇5)含量10%，有效鈣（CaO)含量5%，有效 矽（Si02)含量10 %，有效鎂（MgO) 15 %，經掃描電鏡觀察和能譜分析儀分析，納米矽的粒徑 範圍為10-30nm，含矽的納米級物質微粒總量佔有效矽的百分率為80%，納米矽的電鏡照 片見說明書附圖。
[0027] 具體實施例三
[0028] 本發明實施例中的原材料來自湖北荊州地區。
[0029] 磷礦粉49份，白雲石50份，橄欖石1份，經破碎後，裝入入料車，用卷揚機入高溫 熔融爐。從熱風爐來的熱風經風嘴噴入高爐，使高溫區溫度達到3000°C左右，物料在爐內充 分煅燒熔融後，煅燒3小時，自出料口放出熔融體，並用0. 5MPa的水噴射，使其極冷而凝固 並破碎成細小的粒子流入水淬池中，乾燥後的半成品再送入球磨機磨細，細度要求75%以 上通過160目篩。產品養分含量，五氧化二磷（P 205)含量20%，有效鈣（CaO)含量16%，有 效矽（Si02)含量20%，有效鎂（MgO) 10%，經掃描電鏡觀察和能譜分析儀分析，納米矽的粒 徑為30-50nm，含矽的納米級物質微粒總量佔有效矽的百分率為70%。
[0030] 具體實施例四
[0031] 本發明實施例中的原材料來自湖北荊州地區。
[0032] 磷礦粉60份，白雲石31份，蛇紋石4、橄欖石3、矽石2份，經破碎後，裝入入料車， 用卷揚機入高溫熔融爐。從熱風爐來的熱風經風嘴噴入高爐，使高溫區溫度達到2000°C 左右，物料在爐內充分煅燒熔融後，煅燒4小時，自出料口放出熔融體，並用0. 4MPa的水噴 射，使其極冷而凝固並破碎成細小的粒子流入水淬池中，乾燥後的半成品再送入球磨機磨 細，細度要求80%以上通過160目篩。產品養分含量，五氧化二磷（P 205)含量11 %，有效 鈣（CaO)含量18%，有效矽（Si02)含量18%，有效鎂（MgO) 12%，經掃描電鏡觀察和能譜分 析儀分析，納米矽的粒徑範圍為20-40nm，含矽的納米級物質微粒總量佔有效矽的百分率為 30%。
[0033] 根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方 式進行變更和修改。因此，本發明並不局限於上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的 一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用 了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本發明構成任何限制。
【權利要求】
1. 一種含納米矽的天然礦物質肥料，其特徵在於，肥料有效成分為，五氧化二磷 10-20 %，有效鈣5-30 %，有效矽10-28 %，有效鎂5-15 %，納米矽佔有效矽含量的30-80 %。
2. 根據權利要求1所述的含納米娃的天然礦物質肥料，其特徵在於，所述納米娃的粒 徑範圍為10_50nm。
3. -種含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，按重量份數計，將以下原 料混合：磷礦粉45-90份，白雲石5-50份，助劑1-10份，總量為100份，磨碎後，攪拌、高溫 煅燒活化該混合物，水淬驟冷後，粉碎產物得到肥料。
4. 根據權利要求3所述的含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，高溫 煅燒溫度為1000-3000°C，時間為1-5個小時。
5. 根據權利要求3所述的含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，所述 助劑為蛇紋石、橄欖石、矽石或菱鎂石中的一種以上。
6. 根據權利要求3所述的含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，水淬 驟是用壓力為〇· 1-0. 5MPa的水噴射。
7. 根據權利要求3所述的含納米矽的天然礦物質肥料的製備方法，其特徵在於，粉碎 後產物至50-80%以上通過80-160目篩。
【文檔編號】C05G1/00GK104108972SQ201410323383
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】韓冬芳, 王宗抗, 安國棟 申請人:深圳市芭田生態工程股份有限公司