CN102391878B - 一种利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，该方法以钾长石、石灰石、助剂、煤炭为原料配料，原料配料破碎后加煤炭在转窑中进行焙烧，焙烧后的配料冷后磨粉。粉料与饲养场的禽畜***物等有机废弃物混合并分步进行厌氧和好氧连续发酵，最后经部分脱水制成成品。本发明生产的长效土壤调理剂含有一定量氮、磷、钾、钙、镁、硫、可溶性硅以及腐植酸等，可有效改良土壤，并在较长时间内提供作物营养成分。本产品即可直接施用，也可与化肥共同施用。本发明提供了一种利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其生产原料为自然界存在的矿物与饲养场的废弃物，原料极为丰富且廉价，生产过程节能、环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种土壤调理剂的生产方法，尤其是涉及一种用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法。
背景技术
植物生长主要需16种必需的营养元素，就重要性来说，其中钾元素属于第三位。在我国农业施肥中，氮、磷、钾比例长期失调，低于合理的水平，尤其是钾肥的比例失调更为严重。我国是可溶性钾资源极为短缺的国家，青海钾盐储量1.16亿吨(KCl计)，富钾卤水矿层KCl平均品位1.29％；新疆罗布泊钾盐储量2.5亿吨(KCl计)，卤水KCl平均品位1.40％。我国人均可溶性钾盐储量仅为世界水平的1/14；远远不能满足农业发展的需要。而施钾肥是提高作物品质最重要因素，致使不得不大量进口钾肥。目前，我国钾肥对外依存度达到80％以上。因此，寻找可以用于生产钾肥的钾资源，探寻新的钾肥生产方法，以满足农业生产的需要，对促进农业发展具有重要的现实意义。
中国可直接用于生产钾肥的水溶性钾矿资源虽然不多，但不溶性钾资源却十分丰富，种类繁多。钾长石就是其中较重要的一种。通常正长石和微斜石都称为钾长石，化学式为K2O·Al2O3·6SiO2，含K2O16.9％，Al2O318.4％，SiO264.7％。如能将钾长石资源用于生产钾肥，就能克服钾肥生产资源短缺的问题，对中国促进农业增产将产生不可估量的作用。
由于钾长石有很稳定的Si-Al-O结构，化学性质极稳定，除氢氟酸外，常温常压下几乎不被酸、碱所分解，技术开发工作进展缓慢。目前较典型的工艺路线有：(1)直接法：将钾长石、石灰石按一定比例磨成粉料，加少量水混匀成球后进行高温焙烧，利用氧化钙破坏钾长石矿物的结构，再磨成粉，即为钾钙肥。(2)挥发法：将钾长石与石灰石等其他原料在高温下煅烧，使钾挥发逸出，然后加以捕集回收，然后制备含钾量较高的肥料。(3)氟分解法：用氟化物或含氟助剂在无机酸介质中，于200℃以下分解钾长石，过程副产物氟硅酸钾不溶于水，同时，氟腐蚀比较严重。(4)碱分解法：在100℃～400℃下用NaOH-Ca(OH)2混合液高压萃取钾离子，经进一步加工制取钾肥。以上几种方法制备过程中能源消耗较高，尤其是含氟化物用量较高，资源综合利用不够理想，不同程度的排放了较多的“三废”物质，给环境或大气造成了较大的污染。
土壤调理剂是由农用保水剂及富含有机质、腐殖酸的天然泥炭或其他有机物为主要原料，辅以生物活性成分及营养元素组成，经科学工艺加工而成的产品，有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能。能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤容重，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠.保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，大幅度提高植树成活率和农产品产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。完全无公害，无污染，无生物激素，不同于国际市场上各种化肥、农药、叶面肥和生物激素，是世界农林业种植的新型绿色生产资料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，该方法生产成本低、资源可得到充分利用；同时所得到的长效土壤调理剂，能使物系处于相对稳定的状态，又能在一定的土壤条件下逐步释放，达到缓效的效果。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特点在于该方法包括以下工艺步骤：
(1)配料：钾长石、石灰石、助剂按10∶(5～10)∶(1～5)的重量份数进行配料；
(2)破碎：配料破碎至50～100mm；
(3)焙烧：破碎后的配料加入至转窑中进行焙烧；
(4)冷却：焙烧后的配料进行冷却，使其冷却到100℃左右；
(5)磨粉：冷却后的配料粉磨至平均粒径为0.5～1.5mm；
(6)混合：磨后的粉料与有机废弃物按重量比(1∶10)～(10∶1)混合；
(7)厌氧发酵：混合物料移入一级发酵池，在厌氧菌的作用下进行发酵；
(8)好氧发酵：厌氧发酵后的产物料移入二级发酵池，在好氧菌的作用下进行好氧二次发酵；
(9)脱水：好氧发酵后的产物进行部分脱水，即制得长效土壤调理剂成品。
本发明中的有机废弃物为天然泥炭或饲养场的禽畜***物。
本发明中的配料中的助剂选自石膏、硫酸镁和硫酸钠中的一种或几种。
本发明中步骤(3)中转窑焙烧温度为1000～1200℃，焙烧时间为10～30分钟。
本发明中步骤(5)中所述配料粉磨至平均粒径为0.1mm。
本发明中厌氧发酵时间为10～30天，好氧发酵时间为10～30天。
本发明中好氧发酵所需热量是由焙烧配料后冷却配料产生的热气流提供。
本发明中利用转窑焙烧产生的尾气中热量对好氧发酵后的产物进行部分脱水。
本发明中厌氧发酵产生的沼气可回收利用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、使用的原料为钾长石、石灰石、煤炭、饲养场的禽畜***物的有机废弃物、及一些助剂，原料成本比较低，且禽畜***物一直是需要处理的，符合国家的产业政策和低耗环保的理念。
2、用热法与生物处理相结合，可合理利用资源和能源，取长补短，热法使无机矿物的理化特性发生转变，再利用发酵法的微生物特性使其进一步产生变化。生产出的长效土壤调理剂产品施用在土壤中又会在一个相当长的时间内使养分溶出，以达到速效与缓效结合的作用。
3、在生物处理过程中，采用二步发酵的方法，首先采用先厌氧发酵较长周期，再进行好氧发酵的方式，可有效加深反应的程度，促进有机质的熟化、无害化和部分钾形态的转变，使产品具有合理的成分比例、提高产品的质量。
4、最终产品为含有一定量氮、磷、钾、钙、镁、硫、有机腐殖质的长效土壤调理剂，可有效改良土壤，并在较长时间内提供作物营养成分。产品可单独使用，也可以与化学肥料共同使用。
5、在生产过程中，通过工艺的组合搭配，可回收利用部分能源。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶5∶1∶1∶1的重量份进行混合，将混合物通过颚式破碎机或以其他方式破碎至50～100mm。将破碎后的混合物在转窑中加入一定量煤炭或其它燃料进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间10分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后用风扫磨磨粉成平均粒径为0.5～1.5mm粉料。向粉料中加入等质量的禽畜***物混合后进行厌氧发酵10天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。厌氧发酵产生的沼气可回收利用。
实施例2
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶6∶1∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间20分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.5～1.5mm粉料。向粉料中加入等质量的禽畜***物混合后进行厌氧发酵10天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例3
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶10∶1∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间30分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.5～1.5mm粉料。按9∶1比例向粉料中加入禽畜***物混合后进行厌氧发酵20天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例4
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶3∶2∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1100℃，焙烧时间15分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按8∶2比例向粉料中加入禽畜***物混合后进行厌氧发酵15天，再加入好氧菌进行发酵15天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例5
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶8∶1∶2∶2的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间25分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按6∶4比例向粉料中加入禽畜***物混合后进行厌氧发酵25天，再加入好氧菌进行发酵25天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例6
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶3∶1∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1200℃，焙烧时间10分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按3∶7比例向粉料中加入禽畜***物混合后进行厌氧发酵30天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例7
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏按10∶5∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1200℃，焙烧时间30分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按2∶8比例向粉料中加入禽畜***物混合后进行厌氧发酵10天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例8
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁按10∶5∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1100℃，焙烧时间20分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按4∶6比例向粉料中加入天然泥炭混合后进行厌氧发酵20天，再加入好氧菌进行发酵20天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例9
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸钠按10∶5∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间25分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按1∶10向粉料中加入天然泥炭混合后进行厌氧发酵30天，再加入好氧菌进行发酵10天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
实施例10
用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，本实施例的工艺流程如附图1所示。将钾长石、石灰石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10∶6∶1∶1∶1的重量份进行混合，将混合物破碎至50～100mm。将破碎后的混合物加入转窑中进行焙烧，焙烧温度控制在1000℃，焙烧时间10分钟。焙烧结束后，将配料进行冷却，形成砂粒状物质，然后磨粉成平均粒径为0.1mm粉料。按10∶1比例向粉料中加入天然泥炭混合后进行厌氧发酵30天，再加入好氧菌进行发酵30天。发酵后的混合物利用转窑焙烧产生的尾气进行烘干脱水，即制备得产品长效土壤调理剂。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求保护范围内。
Claims (9)
1.一种利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于该方法包括以下工艺步骤：
(1)配料：钾长石、石灰石、助剂按10：(5～10)：(1～5)的重量份数进行配料；
(2)破碎：配料破碎至50～100mm；
(3)焙烧：破碎后的配料加入至转窑中进行焙烧；
(4)冷却：焙烧后的配料进行冷却，使其冷却到100℃；
(5)磨粉：冷却后的配料粉磨至平均粒径为0.5～1.5mm或0.1mm；
(6)混合：磨后的粉料与有机废弃物按重量比(1：10)～(10：1)混合；
(7)厌氧发酵：混合物料移入一级发酵池，在厌氧菌的作用下进行发酵；
(8)好氧发酵：厌氧发酵后的产物料移入二级发酵池，在好氧菌的作用下进行好氧二次发酵；
(9)脱水：好氧发酵后的产物进行部分脱水，即制得长效土壤调理剂成品。
2.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于所述的有机废弃物为天然泥炭或饲养场的禽畜***物。
3.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于所述的助剂选自石膏、硫酸镁和硫酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于所述的步骤(3)中的转窑焙烧温度为1000～1200℃，焙烧时间为10～30分钟。
5.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于厌氧发酵时间为10～30天。
6.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于好氧发酵时间为10～30天。
7.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于好氧发酵所需热量是由焙烧配料后冷却配料产生的热气流提供。
8.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于利用转窑焙烧产生的尾气中热量对好氧发酵后的产物进行部分脱水。
9.根据权利要求1所述的利用钾长石与有机废弃物生产长效土壤调理剂的方法，其特征在于厌氧发酵产生的沼气可回收利用。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 200062 Shanghai Yunling Road No. 345 Co-patentee after: Chengdu cloud picture Cmi Holdings Ltd Patentee after: Shanghai Chemical Research Institute Co., Ltd. Address before: 200062 Shanghai Yunling Road No. 345 Co-patentee before: Chengdu Xindu Chemical Industry Co., Ltd. Patentee before: Shanghai Research Institute of Chemical Industry |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |