CN117342896B - 具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法 - Google Patents
具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及硅钙镁肥料技术领域，具体关于具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法；海洋矿物源硅钙镁肥料经本发明制备的防结块剂处理后，在潮湿环境下不易结晶互相粘结导致结块，提高了仓储时间与保质期，提高了海洋矿物源硅钙镁肥料的疏水防潮性能；使用本发明制备的硅钙镁肥料，能使种子快速萌发，促进根系发达，使衰弱与受伤根系恢复生机，缩短缓苗期，使作物健壮；施用以后能够疏松改良土壤，抑制土传病害的传播，使作物果实迅速膨大，口感好，提早上市；在粮食作物如水稻、麦类上施用本发明制备的硅钙镁肥料，能提高对黄叶病、纹枯病、稻瘟病、云形病等许多真菌性病害和细菌性病害的抗性，使作物健壮生长。
Description
技术领域
本发明涉及硅钙镁肥料技术领域，尤其是一种具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法。
背景技术
海洋中的矿产资源极为丰富，总储量估计6千亿吨，其中石油约1350亿吨，天然气140万亿立方米，锰结核3万亿吨，黄金500万吨，海水中仅铀的储量为50亿吨；足见海洋矿物资源开发利用的潜力巨大。
海水中蕴藏着丰富的矿物资源，主要有：氯、钠、镁、钙、钾、溴、硼、铀等物资。现在，人们已不满足于从海水中提取盐，期望从海水中提取更多的物资来满足经济发展的需要。
硅钙镁肥是集硅钙肥、微肥、稀土元素于一体的多功能高纯度绿色环保型矿质肥料，硅钙镁不能代替复合肥，但是可以提高肥料利用率；其主要功能就是防死棵，抗重茬，调理土壤，增产增收，提高肥效，改善品质。这种肥料适用于各种绿色植物，尤其是对水稻、棉花、果树、蔬菜、小麦、玉米、瓜类、油菜、花生、甘蔗、红薯、马铃薯等，具有明显的提质增产作用。
授权公告号为CN102391021B的中国专利，公开了一种以炼铁高炉水淬渣为原料生产硅钙镁肥料的方法，包括以下步骤：1）将高炉炼铁过程中产生的水淬渣干燥；2）干燥后的水淬渣中添加5-10wt%的生石灰，再送入球磨机中球磨；3）球磨后的粉末中添加5-10wt%的粘结剂及10-15wt%的水，在肥料造粒机上造粒；4）造粒后的肥料经干燥即可。该发明的硅钙镁肥呈粒状，有别于已往生产的粉状硅肥，因此更方便农户田间施用，也避免了使用过程中因肥料沾在农作物叶片上对作物造成伤害。另一方面添加生石灰后，所生产的硅钙镁肥有效养分含量较高，其有效硅含量可达30%以上。
授权公告号为CN102329174B的中国专利，公开了一种腐殖酸硅钙镁肥及其生产方法。它是通过以下方法生产的：水淬渣经自然风干至含水量为15％～25％，干燥后的水淬渣进入球磨机研磨，研磨至80～100目粒级，接着将磨好的粉末与腐殖酸含量为75％～80％（质量分数）的腐殖酸原料按质量比为2∶1～1.5混合均匀形成混合物A，再往混合物A中添加混合物A质量的5％～10％的粘结剂，搅拌混合均匀，再在肥料造粒机上造粒，造粒过程按混合物A质量的10％～15％的比例喷洒水分使其形成粒状肥料，肥料的粒级控制在2～4mm，最后经烘干而制得腐殖酸硅钙镁肥。
公开号为CN103641651A的中国专利申请，公开了一种土壤活化型肥料，由下列重量份的原料制成：养猪场粪尿40-50、农作物秸秆20-25、麦饭石12-14、膨润土11-13、沸石14-16、硫酸锌4-6、硼砂2-3、柠檬酸1-3、黄腐酸1-2、腐殖酸2-3、土壤活化剂11-13、EM菌1-2、水适量。该发明的土壤活化型肥料，采用养猪场粪尿、农作物秸秆等天然原料，不仅取材方便而且价格成本低，而且营养丰富、可以改善土壤结构；再辅以麦饭石、膨润土、沸石这些多功能天然原料不仅可以充分利用资源、减少生产投资，还可以减少化学肥料造成的污染。
公开号CN107641054A的中国专利申请，公开了一种预防土壤结块肥料的制作方法，其主要是由稻草秸秆60-90份、玉米粉60-70份、玉米淀粉10-12份、蔗糖粉6-8份、膨润土45-50份、偏硅酸钠10-12份、磷矿粉15-18份、硫酸亚铁6-9份、氯化钾2-4份、氨基酸螯合液7-10份、腐殖酸6-8份、微量元素肥料7-10份混合制成；该发明的肥料营养均衡合理，根据作物与土壤的需求调整配方，通过合理的配方和特定的制作方法，满足作物的生长需求。
以上专利及现有技术制备的硅钙镁肥，生产成本高，工艺复杂，对环境会产生二次污染，且制备的硅钙镁肥养分不足。海洋矿物源硅钙镁肥料在潮湿环境下导致结晶互相粘结导致结块，严重情况下会溶解肥料，降低了仓储时间与保质期，提高海洋矿物源硅钙镁肥料的疏水防潮性能是当务之急。
以上专利及现有技术制备的硅钙镁肥易造成土壤板结，土壤粘结成块状或板状，阻碍植物根系的生长发育。如果不及时解决，会对作物产量和质量造成很大的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法。
第一个技术方案，提供了一种具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；
S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；
S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；
S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为20-30%的盐水，备用；
S5：按重量份，将20-30份贝壳粉、10-20份海洋生物粉、30-50份硅质粉、60-80份盐水、5-10份粘结剂，混合搅拌5-8min，结束后，经肥料造粒机上造粒；
S6：所得到的颗粒再加上2-5kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌5-8min，对颗粒表面进行处理，防止结块；低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料。
第二个技术方案，提供了一种防结块剂的制备方法为：
按重量份数，将34-70份油酸巯基乙酯，25-50份二烯丙基氯亚磷酸酯，200-300份乙醇，5-10份有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至60-70℃，搅拌50-100分钟，再加入2-6份聚天冬氨酸钙，保温搅拌30-60分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂。
所述S1中的球磨机研磨至80-100目粒级。
所述S2中的海洋生物为蟹壳或鱼骨或海带或虾皮。
所述S5中的粘结剂为高岭土或膨润土。
所述S5中肥料造粒机上造粒至粒径为2-4mm。
所述有机碱包括乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾。
反应机理：
油酸巯基乙酯与二烯丙基氯亚磷酸酯的一个烯丙基在有机碱的作用下发生巯基-烯烃加成反应，聚天冬氨酸钙与二烯丙基氯亚磷酸酯另一个烯丙基在有机碱的作用下发生氨基加成反应，得到防结块剂。
本发明具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、海洋矿物源硅钙镁肥料经本发明制备的防结块剂处理后，在潮湿环境下不易结晶互相粘结导致结块，提高了仓储时间与保质期，提高了海洋矿物源硅钙镁肥料的疏水防潮性能；
2、具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料，可以改善土壤的物理性质，增加土壤的通气性、保水性和保肥能力，有助于防止土壤板结；
3、使用本发明制备的海洋矿物源硅钙镁肥料，能使种子快速萌发，促进根系发达，使衰弱与受伤根系恢复生机，缩短缓苗期，使作物健壮；施用以后能够疏松改良土壤，抑制土传病害的传播，使作物果实迅速膨大，口感好，提早上市；
4、在粮食作物如水稻、麦类上施用本发明制备的海洋矿物源硅钙镁肥料，能提高对黄叶病、纹枯病、稻瘟病、云形病等许多真菌性病害和细菌性病害的抗性，使作物健壮生长。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
将海洋矿物源硅钙镁肥料，在2MPa的压力下成型为Ф50×70mm的圆柱体，然后在此压力下置于80%相对湿度、温度75℃的试验箱中12h；再在此压力下置于相对湿度60%、温度30℃的环境中12h，如此循环五次，再在室温放置24h，得试样；然后将此试样从1m高处自由落体到地面平台上，再用工业筛网（孔径5mm）将试样筛分1min称取筛余物，按下述公式计算肥料结块率：
肥料结块率（%）＝筛余物/试样重×100%。
将海洋矿物源硅钙镁肥料与膨润土按0.05：1的比例混合，在2MPa的压力下成型为Ф50×70mm的圆柱体，然后在此压力下置于80%相对湿度、温度75℃的试验箱中12h；再在此压力下置于相对湿度60%、温度30℃的环境中12h，如此循环五次，再在室温放置24h，得试样；然后将此试样从1m高处自由落体到地面平台上，再用工业筛网（孔径5mm）将试样筛分1min称取筛余物，按下述公式计算土壤结块率：
土壤结块率（%）＝筛余物/试样重×100%。
实施例1：具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；
S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；
S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；
S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为20%的盐水，备用；
S5：将20kg贝壳粉、10kg海洋生物粉、30kg硅质粉、60kg盐水、5kg粘结剂，混合搅拌5min，结束后，经肥料造粒机上造粒；
S6：所得到的颗粒再加上2kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌5min，对颗粒表面进行处理，防止结块；低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料。
所述防结块剂的制备方法为：
将34kg油酸巯基乙酯，25kg二烯丙基氯亚磷酸酯，200kg乙醇，5kg有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至60℃，搅拌50分钟，再加入2kg聚天冬氨酸钙，保温搅拌30分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂。
所述S1中的球磨机研磨至80目粒级。
所述S2中的海洋生物为蟹壳。
所述S5中的粘结剂为高岭土。
所述S5中肥料造粒机上造粒至粒径为2mm。
所述有机碱为乙醇钠。
实施例2：具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；
S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；
S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；
S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为25%的盐水，备用；
S5：将24kg贝壳粉、13kg海洋生物粉、35kg硅质粉、65kg盐水、6kg粘结剂，混合搅拌6min，结束后，经肥料造粒机上造粒；
S6：所得到的颗粒再加上3kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌6min，对颗粒表面进行处理，防止结块；低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料。
所述防结块剂的制备方法为：
将55kg油酸巯基乙酯，30kg二烯丙基氯亚磷酸酯，240kg乙醇，6kg有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至65℃，搅拌60分钟，再加入3kg聚天冬氨酸钙，保温搅拌40分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂。
所述S1中的球磨机研磨至90目粒级。
所述S2中的海洋生物为鱼骨。
所述S5中的粘结剂为高岭土。
所述S5肥料造粒机上造粒至粒径为3mm。
所述有机碱为乙醇钾。
实施例3：具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；
S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；
S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；
S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为25%的盐水，备用；
S5：将28kg贝壳粉、18kg海洋生物粉、45kg硅质粉、75kg盐水、9kg粘结剂，混合搅拌7min，结束后，经肥料造粒机上造粒；
S6：所得到的颗粒再加上4kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌7min，对颗粒表面进行处理，防止结块；低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料。
所述防结块剂的制备方法为：
将65kg油酸巯基乙酯，45kg二烯丙基氯亚磷酸酯，280kg乙醇，9kg有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至65℃，搅拌90分钟，再加入5kg聚天冬氨酸钙，保温搅拌50分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂。
所述S1中的球磨机研磨至90目粒级。
所述S2中的海洋生物为海带。
所述S5中的粘结剂为膨润土。
所述S5肥料造粒机上造粒至粒径为3mm。
所述有机碱为叔丁醇钠。
实施例4：具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；
S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；
S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；
S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为30%的盐水，备用；
S5：将30kg贝壳粉、20kg海洋生物粉、50kg硅质粉、80kg盐水、10kg粘结剂，混合搅拌8min，结束后，经肥料造粒机上造粒；
S6：所得到的颗粒再加上5kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌8min，对颗粒表面进行处理，防止结块；低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料。
所述防结块剂的制备方法为：
将70kg油酸巯基乙酯，50kg二烯丙基氯亚磷酸酯，300kg乙醇，10kg有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至70℃，搅拌100分钟，再加入6kg聚天冬氨酸钙，保温搅拌60分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂。
所述S1中的球磨机研磨至100目粒级。
所述S2中的海洋生物为虾皮。
所述S5中的粘结剂为膨润土。
所述S5肥料造粒机上造粒至粒径为4mm。
所述有机碱为叔丁醇钾。
对比例1：不加入防结块剂，其他同实施例1。
对比例2：不加入油酸巯基乙酯，其他同实施例1。
对比例3：不加入二烯丙基氯亚磷酸酯，其他同实施例1。
表1：各实施例与对比例的肥料结块率和土壤结块率数据对比
通过以上实施例与对比例的数据分析，海洋矿物源硅钙镁肥料经本发明制备的防结块剂处理后，在潮湿环境下不易结晶互相粘结导致结块，提高了仓储时间与保质期，提高了海洋矿物源硅钙镁肥料的疏水防潮性能；改善土壤的物理性质，增加土壤的通气性、保水性和保肥能力，有助于防止土壤板结。本发明制备的硅钙镁肥料，具有较高含量的SiO2、CaO、MgO，能使种子快速萌发，促进根系发达，使作物健壮等优点。
Claims (4)
1.具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将贝壳洗净后干燥，送入球磨机中球磨后，备用；S2：将海洋生物洗净后干燥，研磨备用；S3：取海底沉积的硅质软泥，干燥、研磨后得硅质粉，备用；S4：取海水，经蒸发、浓缩后，得到含水量为20-30%的盐水，备用；S5：按重量份，将20-30份贝壳粉、10-20份海洋生物粉、30-50份硅质粉、60-80份盐水、5-10份粘结剂，混合搅拌5-8min，结束后，经肥料造粒机造粒；S6：所得到的颗粒再加上2-5kg/吨肥料用量的防结块剂混合搅拌5-8min，低温干燥后即为海洋矿物源硅钙镁肥料；
所述防结块剂的制备方法为：按重量份数，将34-70份油酸巯基乙酯，25-50份二烯丙基氯亚磷酸酯，200-300份乙醇，5-10份有机碱，加入到带有搅拌装置的反应釜中，加热至60-70℃，搅拌50-100分钟，再加入2-6份聚天冬氨酸钙，保温搅拌30-60分钟，蒸馏除去乙醇，得到防结块剂；
所述S2中的海洋生物为蟹壳或鱼骨或海带或虾皮；
所述有机碱为乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾。
2.根据权利要求1所述的具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，其特征在于：所述S1中的球磨机研磨至80-100目粒级。
3.根据权利要求1所述的具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，其特征在于：所述S5中的粘结剂为高岭土或膨润土。
4.根据权利要求1所述的具有土壤防结块作用的海洋矿物源硅钙镁肥料的制备方法，其特征在于：所述S5中肥料造粒机造粒至粒径为2-4mm。
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