CN104130085B

CN104130085B - 一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法

Info

Publication number: CN104130085B
Application number: CN201410367029.3A
Authority: CN
Inventors: 孙玲丽; 王其选; 王晓虹; 侯广楠; 刘仙亭
Original assignee: YANTAI ZHONGDE GROUP Co Ltd
Current assignee: Zhongde fertilizer (plain) Co. Ltd.; Zhongde fertilizer (Yantai) Co. Ltd.
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: CN104130085A

Abstract

本发明公开了一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法。该方法以镁矿石、牡蛎壳等贝壳，经转窑高温焙烧，焙烧后的配料冷后磨粉，粉料添加腐植酸盐和植物营养调理剂，经搅拌混匀而成或混匀后经挤压而成。本发明生产的土壤调理剂采用焙烧等工艺最大限度的活化激活了镁矿石和牡蛎壳等贝壳中的有效养分，同时提高pH，所得土壤调理剂产品以矿质元素钙镁为主，含铁锰锌硼钼等多种微量元素、聚谷氨酸、活性腐植酸等活性有机物质，可有效改良酸性土壤，补充多种营养成分，并可根据作物需求在作物生长期内提供作物所需营养成分，提高作物产量，改善作物品质。本产品既可直接施用，也可与化肥共同施用（现配现用）。

Description

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种土壤调理剂的生产方法，尤其是涉及一种用镁矿石与贝壳生产土壤调理剂的方法。

背景技术

化肥是作物（粮食）的粮食。我国消耗了世界总产量32％的化肥，单位面积用肥量是世界平均水平的3倍多，与过量施肥和不合理用肥随之而来的是肥料利用率低，土壤肥力下降，土壤酸化，导致土壤结构状况变差，土壤中的中微量元素失衡，环境污染严重等后果，最终对农作物造成极大危害，导致农作物产品产量下降和农产品品质降低。

土壤酸化带来的诸多负面影响：1)土壤有机物的分解、有机质的腐殖化、氮素的矿化，都是由微生物活动控制的，而微生物活动适宜的pH值为6.0~8.0。pH值降至6以下时，微生物活性下降，有机质分解缓慢。2)土壤的酸碱性对磷酸盐的形态和磷的有效性影响很大。pH值在6.5~7.0时，磷与钙结合生成磷酸一钙或磷酸二钙，磷呈H₂P0₄ ^-和HP0₄ ^2-形态，作物能够吸收利用；当pH<5.5时，磷酸根与铁、铝结合形成磷酸铁、磷酸铝被固定，失去肥效。3)由于盐基交换作用，酸性土壤胶体上的K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺被H⁺取代，进入土壤溶液而流失，导致钾、钙、镁营养元素缺乏。4)与此同时，土壤酸化活化重金属元素，如：镉、汞、铅、铬、铝等，造成农产品品质下降，使食品安全存在隐患。

镁是植物生长发育的重要元素，是叶绿素的中心分子，在叶绿体发育和执行功能过程中发挥重要作用。镁参与类囊体膜的组装和基粒垛叠，对维持叶绿体结构有重要功能。镁可促进光合作用的碳同化。镁还是许多酶的活化剂，几乎所有磷酸化酶和激酶都需要镁离子活化。镁能够稳定DNA和RNA，对于转录和翻译过程有重要作用。因此，镁对于植物生命活动特别重要，对于提高作物产量和森林蓄积量具有重要作用。但是，近些年来随着工业发展，许多地区酸沉降逐渐增多，镁在酸性土壤中易溶解流失，在大量施用氮、磷、钾化肥的地方，过量钾对植物吸收镁有抑制作用，导致植物生理性缺镁，尤其是亚热带地区高温多雨，土壤镁素养分的亏缺日趋加剧，严重影响农业生产。在欧洲，一些地区森林甚至出现镁素营养不足而致使森林衰退的现象。某些牧场因牧草中镁素不足而出现牛羊血镁不足，导致抽搐痉挛症状，严重制约畜牧业发展。

据报道，我国土壤缺镁面积占全国耕地总面积的6％，许多地方出现了植物缺镁失绿症，尤其是设施栽培中，缺镁现象更为严重。尤其是在酸性条件下，H⁺对植物吸收镁有抑制作用。

山东莱州是中国第三大镁矿资源分布地，镁矿经焙烧活化激活处理，可提高有效镁含量并提高pH值，经活化激活处理后的镁矿粉施用于土壤可补充镁元素并具有调节改良土壤的功效。

海洋贝壳含有大量的生物氧化钙，含有多种活性成分，具有很高应用价值，以牡蛎壳为例说明。牡蛎壳由矿物质和蛋白多糖等有机物组成，具有天然的多孔表面，含大量2~10um微孔，具有较强的吸附能力，是物体附着的理想载体，其生物氧化钙含量在38%~52%，还有钠、钡、铜、铁、镁、锰、镍、锶等多种微量元素，经焙烧pH可提高3个以上。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法。本发明充分利用镁矿资源与海洋贝类资源，将镁矿资源和废弃的牡蛎壳等贝壳充分激活活化后应用于土壤调理剂产品中，最大限度的利用了2种资源，并充分发挥了2种资源中所含营养成分。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法，其特点在于该方法包括以下工艺步骤：

（1）焙烧破碎：镁矿石粉碎至一定大小，添加助剂，加入转窑焙烧，控制温度和时间，冷却至100℃左右粉磨至一定粒度的镁矿粉；贝壳添加助剂加入转窑焙烧，控制温度和时间冷却至100℃左右粉磨至一定粒度的贝壳粉；牡蛎壳经转鼓烘干粉磨至一定粒度的牡蛎壳粉；

（2）配料：镁矿粉、牡蛎壳粉、贝壳粉、腐植酸盐、植物营养调理剂根据需要进行配料，按质量份数表示：镁矿粉1～20份，贝壳粉1～30份，牡蛎壳粉94.5～30份，腐植酸盐3～10份，植物营养调理剂0.5～10份；

（3）生产：配好物料进入搅拌器搅拌均匀成土壤调理剂或经挤压设备挤压成土壤调理剂，其生产工艺详见图1；

本发明的焙烧破碎中的一定大小为25kg左右；

本发明的焙烧破碎中的助剂选自石膏、硫酸镁和硫酸钠中的一种或几种。

本发明的焙烧破碎中转窑焙烧温度为1000～1500℃，焙烧时间为1～7小时；

本发明的配料中贝壳为牡蛎壳、扇贝壳等海洋贝类外壳；

本发明的配料中的粒度为0.15～0.6mm；

本发明的配料中腐植酸盐为腐植酸钾、腐植酸钠、黄腐植酸钾、黄腐植酸钠中的一种或几种混合物；

本发明的配料中植物营养调理剂的生产工艺步骤为反应器中注入总质量三分之二的净化处理水，逐步加热到70～80℃，将中微量元素溶解，待温度下降后，再加入聚谷氨酸、糖蜜发酵液，并充分搅拌，反应结束后经过滤后装入包装桶，备用。其生产工艺见图2；

本发明中植物营养调理剂生产工艺中的净化处理水为自处理水；

本发明的配料中植物营养调理剂其组成质量分数表示如下：聚谷氨酸1～15份、糖蜜发酵液2～45份、硫酸锌（螯合锌）0.2～4份、硫酸锰（螯合锰）0～2份、硫酸亚铁（螯合铁）0.2～15份、硼酸（硼砂、硼酸盐）0.1～2份、钼酸铵（钠）0.1～1份、水96.4～16份；

本发明中植物营养调理中的中微量元素为含铁锰铜锌元素的盐及其他物质，包含硫酸盐、EDTA螯合盐、DTPA螯合盐中的一种或几种，硼酸、硼砂、硼酸盐中的一种或几种。

本发明中转鼓所需热量是由焙烧配料后冷却配料产生的热气流提供。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）使用的原料为镁矿石、海洋废弃物牡蛎壳等贝壳、原料丰富且廉价，且富含作物生长所需的中、微量元素和活性物质。

2）焙烧将将镁矿石中的有效镁成分提供并提高pH值，焙烧将牡蛎壳等贝壳的有效养分充分活化激活并提高pH。

3）合理利用镁矿资源和海洋废弃物资源，添加调节土壤和作物生长的物质，生产出的土壤调理剂调节改良土壤的理化性状，适当提高土壤的PH值，改良土壤微环境，起到“保水、增肥、透气”等功能，同时，可以为作物提供生长所需的钙镁等中量元素、铁锰锌硼等微量元素，产品中的聚谷氨酸、腐植酸有机活性因子可提高土壤养分利用，改良土壤，并调节作物的生长，从而提高作物产量，改善作物品质。

4）产品可单独使用也可与化肥配合使用，与化肥共同使用可有效提高化肥中各种养分的利用率。

5）镁矿和贝壳焙烧热气经管道进入转鼓加热。

本发明的土壤调理剂可有效的促进土壤水稳性团粒形成，施用该土壤调理剂的土壤总孔隙度、通气孔隙度、田间持水量分别提高3.1%、12.6%、3.8%，土壤容重下降0.03g/cm³。

本发明的土壤调理剂在酸性土壤果树上应用，当季可提高土壤pH值0.2，糖度提高0.2%～0.4%，增产6%以上。

实践证明镁矿石经激活活化处理后能有效补充镁元素并改良土壤；牡蛎壳等贝壳经技术处理后能够改善土壤理化结构，使土壤形成良好的团粒结构，改善微环境，为作物根系的生长创造了良好的条件，促进根系生长，使作物能很好地吸收各种养分，从而促进作物的生长发育，使用后可有效地缓解由于大量使用化肥而造成的土壤酸化、土壤板结、肥料利用率降低等问题，且对土壤没有任何污染。

具体实施方式

附图说明：附图1是土壤调理剂的生产工艺，附图2是植物营养调理剂的生产工艺。下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，实施例中用数据用质量份数和比例进行描述，实施例中所用主要设备：计量称、焙烧炉、反式炉、球磨机、提升机、搅拌器、传送带、转鼓、调温反应釜或具有加温功能及搅拌功能的反应罐、液体计量泵、管道过滤器、辊压机等；

实施例1

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法，本实施例的工艺流程如图1所示。将已破碎至约25kg大小的镁矿石、石膏、硫酸镁按10：1：1的质量份进行混合，将混合物通过颚式破碎机或以其他方式破碎至50～l00mm。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1200℃，焙烧2小时。焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

将牡蛎壳等海洋贝壳、石膏、硫酸镁按10：1：3的质量份进行混合，加入转窑进行焙烧，温度控制在1100℃，焙烧2小时，焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

牡蛎壳连续进入转鼓设备烘干后直接粉磨成0.15～0.6mm粉料。焙烧炉热气经管道进入转鼓加热。

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入56份的净化处理水，逐步加热到80℃，将硫酸锌1份、EDTA螯合锌1份、硫酸锰0.1份、EDTA螯合铁1份、硼砂0.5份、钼酸钠0.2份分别加入溶解，待溶解完全后加入糖蜜发酵液10份恒温充分搅拌，加入剩余24.2份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸6份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

镁矿粉20份、贝壳粉20份、将牡蛎壳粉48份、植物营养调理剂6份、腐植酸盐6份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥35%，MgO≥14%，pH≥9.5，黄腐酸≥1%，腐植酸≥3.5%，活性有机质≥3.5%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

实施例2

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法，本实施例的工艺流程如图1所示。将已破碎至约25kg大小的镁矿石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10：1：1：1的质量份进行混合，将混合物通过颚式破碎机或以其他方式破碎至50～l00mm。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1300℃，焙烧1小时。焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

将牡蛎壳等海洋贝壳、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10：2：3：1的质量份进行混合，加入转窑进行焙烧，温度控制在1200℃，焙烧1小时，焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入33份的净化处理水，逐步加热到70℃，将硫酸锌0.3份、硫酸锰0.1份、硫酸亚铁0.6份、硼酸0.3份、钼酸铵0.1份分别加入溶解，待溶解完全后加入糖蜜发酵液44份恒温充分搅拌，加入剩余13.6份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸8份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

镁矿粉20份、贝壳粉6份、将牡蛎壳粉58份、植物营养调理剂1份、腐植酸盐4份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥40%，MgO≥14%，pH≥9.5，黄腐酸≥1.2%，腐植酸≥4.5%，活性有机质≥4.5%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

实施例3

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法，本实施例的工艺流程如图1所示。将已破碎至约25kg大小的镁矿石、石膏按10：1的质量份进行混合，将混合物通过颚式破碎机或以其他方式破碎至50～l00mm。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1300℃，焙烧1小时。焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

将牡蛎壳等海洋贝壳、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10：1：1：1的质量份进行混合，加入转窑进行焙烧，温度控制在1200℃，焙烧1.5小时，焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入42份的净化处理水，逐步加热到73℃，将EDTA锌0.2份、EDTA锰0.1份、EDTA铁1份、硼砂0.5份、钼酸钠0.2份分别加入溶解，待溶解完全后加入糖蜜发酵液30份恒温充分搅拌，加入剩余17.9份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸8份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

将镁矿粉8份、贝壳粉20份、将牡蛎壳粉56份、植物营养调理剂10份、腐植酸盐6份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥40%，MgO≥5.5%，pH≥9.5，黄腐酸≥1%，腐植酸≥2%，活性有机质≥2%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

实施例4

一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂及其生产方法，本实施例的工艺流程如图1所示。将已破碎至约25kg大小的镁矿石、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10：1：2：1的质量份进行混合，将混合物通过颚式破碎机或以其他方式破碎至50～l00mm。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3小时。焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

将牡蛎壳等海洋贝壳、石膏、硫酸镁、硫酸钠按10：1：1：1的质量份进行混合，加入转窑进行焙烧，温度控制在1100℃，焙烧2小时，焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入24份的净化处理水，逐步加热到80℃，将硫酸锌0.5份、硫酸亚铁8份、硼酸1份、钼酸铵0.3份分别加入溶解，加入糖蜜发酵液20份恒温充分搅拌，加入剩余17.5份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸12份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

镁矿粉6份、贝壳粉1份、将牡蛎壳粉88份、植物营养调理剂1份、腐植酸盐4份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥44.0%，MgO≥4.0%，pH≥9.5，黄腐酸≥1%，腐植酸≥2%，活性有机质≥2%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

实施例5

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入42份的净化处理水，逐步加热到78℃，将硫酸锌3份、硫酸亚铁6份、硼酸1份、钼酸铵0.5份分别加入溶解，待溶解完全后加入糖蜜发酵液20份恒温充分搅拌，加入剩余17.5份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸10份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

镁矿粉10份、贝壳粉10份、将牡蛎壳粉69.5份、植物营养调理剂0.5份、腐植酸盐10份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥40%，MgO≥7%，pH≥9.5，黄腐酸≥1.5%，腐植酸≥6%，活性有机质≥6%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

实施例6

将牡蛎壳等海洋贝壳、硫酸镁、硫酸钠按10：1：1的质量份进行混合，加入转窑进行焙烧，温度控制在1100℃，焙烧2小时，焙烧结束后，将配料进行冷却至约100℃，然后磨粉成0.15～0.6mm粉料。

植物营养调理剂生产工艺见图2。向反应器中注入38份的净化处理水，逐步加热到80℃，将硫酸锌1.5份、DTPA铁3份、硼酸0.5份、四水八硼酸钠、钼酸铵0.5份分别加入溶解，然后加入糖蜜发酵液28份恒温充分搅拌，加入剩余16.3份净化处理水搅拌同时停止加热，将聚谷氨酸12份加入反应液中充分搅拌后冷却经过滤后装入包装桶，备用。

镁矿粉12份、贝壳粉15份、将牡蛎壳粉60份、植物营养调理剂10份、腐植酸盐3份依次加入搅拌器充分搅拌混匀或继续通过挤压设备挤压而成一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂。

本实施例产品技术指标：CaO≥38%，MgO≥8%，pH≥9.5，黄腐酸≥0.4%，腐植酸≥1.8%，活性有机质≥1.8%，含铁锰锌硼钼等微量元素（挤压的颗粒产品强度≥12N）。

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项发明，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

1.一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下工艺步骤：

（1）焙烧破碎：镁矿石粉碎至一定大小，添加助剂，加入转窑焙烧，控制温度和时间，冷却至100℃左右粉磨至一定粒度的镁矿粉；贝壳添加助剂加入转窑焙烧，控制温度和时间，冷却至100℃左右粉磨至一定粒度的贝壳粉；牡蛎壳经转鼓烘干粉磨至一定粒度的牡蛎壳粉；助剂选用石膏、硫酸镁、硫酸钠中的一种或几种；转窑焙烧温度为1000～1500℃，焙烧时间为1～7小时；

（3）配好物料进入搅拌器搅拌均匀成土壤调理剂或经挤压设备挤压成土壤调理剂。

2.根据权利要求1所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）中的粒度为0.15～0.6mm。

3.根据权利要求1所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）中贝壳为牡蛎壳、扇贝壳等海洋贝类外壳。

4.根据权利要求1所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的腐植酸盐为腐植酸钾、腐植酸钠、黄腐植酸钾、黄腐植酸钠中的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的植物营养调理剂的生产工艺步骤为反应器中注入总质量三分之二的净化处理水，逐步加热到70～80℃，将中微量元素溶解，待温度下降后，再加入聚谷氨酸、糖蜜发酵液，并充分搅拌，反应结束后经过滤后装入包装桶，备用。

6.根据权利要求1所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的植物营养调理剂其组成质量分数表示如下：聚谷氨酸1～15份、糖蜜发酵液2～45份、硫酸锌或螯合锌0.2～4份、硫酸锰或螯合锰0～2份、硫酸亚铁或螯合铁0.2～15份、硼酸或硼酸盐0.1～2份、钼酸铵或钼酸钠0.1～1份、水96.4～16份。

7.根据权利要求6所述的一种利用镁矿石与贝壳生产的土壤调理剂的制备方法，其特征在于所述的螯合锌为EDTA螯合锌或DTPA螯合锌中的一种或两种混合物，所述的螯合铁为EDTA螯合铁或DTPA螯合铁中的一种或两种混合物。