CN1186989C - 以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法和用法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法和用法，这种饲料添加剂是一种含可交换铬离子的蒙脱石，按重量百分比计，铬元素在蒙脱石中的含量为0.01～0.5%。其制备方法是利用粘土矿物的离子交换能力，将生命必需的微量元素铬植入蒙脱石晶格，制成含活性Cr³⁺离子的载铬蒙脱石，经干燥研磨或者喷雾干燥制成固态粉末。该方法工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。基于本发明制得的载铬蒙脱石饲料添加剂，能通过缓释作用为动物生长提供微量营养元素铬，具有增强动物免疫力，促进其生长发育，有效提高饲料利用率，提高胴体瘦肉率、家禽产蛋率等功效，可用作家畜、家禽和鱼类的饲料添加剂。

Description

以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法和用法

技术领域

本发明涉及一种以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法和用法。

背景技术

铬是人和动物体内必需的微量元素之一，它对动物生理机能的贡献主要表现在以下方面：

1)Cr³⁺⁺离子是葡萄糖耐受因子(GIF)活性中心的组成部分，它与胰岛素共同作用，使体内糖元合成增加，血糖迁移率提高，从而使葡萄糖从肝脏快速转移到其它组织并被利用。

2)通过提高胰岛素的活性，调节动物脂类代谢，改善血脂状况，使肉产品中胆固醇和甘油三脂含量降低，有利于食用健康。

3)铬能促进氨基酸进入细胞，提高蛋白质的合成率，使动物体内的营养物质更多地用来生长肌肉，而不是转变成脂肪，因此能大大提高饲料利用率，并明显增加胴体的瘦肉率。

4)提高动物的抗应激能力。对于处于不利环境中的动物，如长距离运输，噪音干扰，病原袭击，环境温度、湿度过高或过低等，补铬能降低动物的血清皮质醇浓度，从而提高动物的抗应激能力。

5)增强免疫力。铬在动物体内的免疫反应中，起着免疫调节因子的作用，通过对免疫反应的调节，增强机体的抗病力和适应性。

6)提高母畜产仔数及家禽产蛋率。处于繁殖期的母猪补铬后，窝产仔数与活仔窝重均有明显提高。蛋禽日粮中添加铬，其产蛋率亦有明显增加，而且蛋黄中的铬含量提高近一倍。含铬较高的“保健蛋”可减少人类患心血管病和糖尿病的风险。

铬有+6、+3和+2三种价态。其中Cr⁶⁺生物毒性大，Cr²⁺不够稳定，它们均不适合用作动物补铬。三价无机铬价格低廉，安全性较高，可溶性好，但在动物体内吸收率低，仅为0.5～2％，甚至更低。目前动物补铬多采用三价有机铬，如烟酸铬、酵母铬、吡啶甲酸铬、氨基酸螯合铬、蛋白质铬等。有机铬的生物吸收率较高，最高可达25～30％，有效性为无机铬的十倍以上。但有机铬价格昂贵，部分有机铬的效果尚不能肯定。

发明内容

本发明的目的是提供一种以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法和用法。

本发明的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂是一种含可交换铬离子的蒙脱石，按重量百分比计，铬元素在蒙脱石中的含量为0.01～0.5％。

这种以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法包括以下步骤：

1)按常规方法分离提纯蒙脱石，将蒙脱石和重量为蒙脱石5～15％的钠盐混合，加水搅拌，进行离子交换反应，然后离心或过滤脱水，用水清洗后，再加水搅拌，制成浓度为3～20％的钠基蒙脱石悬浮液矿浆，检测并调节矿浆的pH值，使矿浆pH值为4.5～6.0；

2)将含铬量为蒙脱石重量0.01～0.5％的铬盐，溶于水配置成溶液，并滴入数滴稀酸使溶液酸化；

3)在搅拌的同时，将配置好的铬盐溶液缓缓倒入矿浆，进行离子交换反应；

4)检测矿浆的pH值，用碱性溶液调节，使矿浆pH值为6.5～8.5；

5)用沉淀、离心或压滤等方法，使矿浆脱水；

6)将步骤5)所得物自然凉晒干燥或在低于80℃温度下烘干，研磨至小于300目，得到含水量小于10％的粉体，或者将步骤5)所得物加入最多5％的分散剂，加水搅拌，制成10～30％的矿浆，用常规喷雾干燥法得到含水量小于10％的粉体。

在本发明制备方法中：

所说的蒙脱石为钠基、钙基、镁基蒙脱石。钠盐选用氯化钠、硝酸钠、硫酸钠或其水合物。铬盐选用氯化铬、硝酸铬和硫酸铬或者是这些盐类的水合物中的一种或几种，。所说的碱性溶液为Ca(OH)₂、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃等溶液，分散剂为三磷酸钠，焦磷酸四钠，木素磺酸钠中的一种或几种。

若采用喷雾干燥法，其喷雾干燥器进风温度控制在150～180℃，出料口温度60～80℃。

将上述方法制得的铬元素饲料添加剂用于饲料，按每公斤饲料中加入含铬元素为0.5～3毫克的载铬蒙脱石，一般对含水较高的青粗饲料加入含铬0.5～1毫克的载铬蒙脱石，含水份较低的配合饲料与精饲料加入含铬1～3毫克的载铬蒙脱石。应将铬元素的含量明显标志在产品的外包装上，以便用户在使用前计算添加剂的用量。

载铬蒙脱石可以用不同方式添加到饲料中。可以将粉状的载铬蒙脱石直接拌入饲料中，亦可将载铬蒙脱石配置成适当浓度的悬浮液，喷洒在饲料上。不管采用何种方式，均应使添加剂与饲料混合均匀，这对集群式饲养尤为重要。

本发明的优点是：

1)利用天然蒙脱石的阳离子交换能力搭载三价铬离子，生产成本低；

2)载体矿物蒙脱石与动物胃肠道粘膜的亲和性高，大大提高了Cr³⁺离子在动物体内的吸收率，同时也降低了环境残留量；

3)蒙脱石的缓释效应提高了Cr³⁺离子的使用安全性；

4)载铬蒙脱石易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。

具体实施方式

本发明中分离提纯天然蒙脱石(又名膨润土)是众所周知的，它包括粉碎、打浆制成悬浮液、分级收集小于2μ的颗粒等。这种高度提纯的蒙脱石是一种浅绿色、浅黄色具层状结晶结构的粘土矿物。分离提纯过程可选用常规矿山设备。

离子交换反应分两步进行，第一步使用钠盐溶液，使溶液中的Na⁺离子置换蒙脱石矿物晶格中的Ca²⁺、Mg²⁺和其它层间阳离子，所说的钠盐为氯化钠、硝酸钠、硫酸钠。钠盐使用量的要求不是很严格，一般而言，钠盐用量不低于蒙脱石干重量的8％。Na⁺离子与蒙脱石的离子交换反应可在室温下进行，如有廉价热源，也可对矿浆加热。加热可缩短反应时间。

第二步使用铬盐溶液，使溶液中的Cr³⁺离子置换蒙脱石矿物晶格中的Na⁺和其它层间阳离子，所说的铬盐可选用氯化铬、硝酸铬和硫酸铬中的一种或几种，本发明推荐使用氯化铬。铬盐用量应使铬元素相当于蒙脱石重量的0.01～0.5％，推荐值为0.1％。使用前将铬盐完全溶解在水中，滴入稀酸的目的是使溶液稳定。

在本发明的制作过程中，有关步骤添加的水量要求不是很严格，在搅拌、混合及喷雾干燥等设备能正常运转的前提下，应尽量减少用水，以降低生产成本。搅拌和混合可选用常规设备，混合的时限以能够形成明显均匀的浆料为宜。

控制调节矿浆的pH值是本发明的关键之一。将铬盐溶液加入矿浆前，应检测矿浆的pH值，如pH过高，可使用稀盐酸或其它稀酸，将矿浆pH调节至6.0以下，以免铬盐发生絮凝沉淀。铬盐溶液应在徐徐搅拌的同时缓慢加入矿浆。

Cr³⁺与蒙脱石的离子交换反应可在室温下进行，如有廉价热源，也可对矿浆加热。加热可缩短反应时间。

Cr³⁺离子交换反应结束后，应再次检测矿浆的pH值，若其pH＜6.5，则加入适量碱性溶液，使矿浆pH不小于6.5。建议使用Ca(OH)₂溶液，即石灰水，以利于环境保护。此次调节pH值的目的，是使溶液中残存的Cr³⁺离子沉淀，以免污染环境。调节pH后，应再次将矿浆搅拌均匀。

矿浆的脱水工艺，可因地制宜，选用滤布过滤、沉淀池、离心机或压滤机进行脱水。

脱水后若使用烘干设备干燥，应注意烘干温度不得超过90℃，最好控制在80℃以下，温度过高会使蒙脱石发生相变，失去阳离子交换能力，Cr³⁺离子也随之失去活性。

烘干后的载铬蒙脱石为坚硬的块状，可选用常规矿山设备破碎研磨至粒度不大于300目。装袋后即为最终产品。

如选用喷雾干燥，则需对已脱水的矿浆重新制浆，并加入分散剂。适用于本发明的分散剂要求不是很严格。推荐使用的分散剂是三磷酸钠，焦磷酸四钠和木素磺酸钠中的一种或几种。加入分散剂的目的，是降低浆料的粘度，使高浓度浆料的喷雾干燥成为可能，从而降低干燥能耗。喷雾干燥产品是一种易流动的固体粉末。适用于本发明的喷雾干燥设备是常规性的，技术上是众所周知的。

以下结合具体实例进一步说明本发明。

实施例1：

以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取10Kg用常规方法分离提纯的钙基蒙脱石，加水90Kg，加入1Kg氯化钠，在搅拌桶中搅拌均匀；在室温下进行离子交换反应至少六小时，其间搅拌数次，然后离心脱水，用水清洗、搅拌、离心1～2次后，再加90Kg水搅拌，制成浓度为10％的钠基蒙脱石悬浮液矿浆，检测并调节矿浆的pH值，使矿浆pH值为5.5；

2)称取30.5克CrCl₃(含铬元素10克)，溶入一升水中，在溶液中滴入数滴稀盐酸，搅拌均匀。

3)在搅拌的同时，将CrCl3溶液缓缓倒入盛有矿浆的搅拌桶中。让矿浆与含铬溶液在搅拌桶中反应六小时，期间每隔一小时搅拌3～5分钟，以使矿浆保持悬浮态。

4)用pH计测得矿浆的pH为6.0。加入石灰水清液500毫升，搅拌均匀，重新测得pH为7.0。

5)矿浆在搅拌桶中静置一昼夜，使蒙脱石自然沉淀，用虹吸法吸除上层清液，将沉淀物倒在滤布上进一步脱水。

6)将脱水后的矿浆用切碎机或铁铲分割成小块，在温度不超过80℃环境下烘干、破碎、研磨，使产品粒度小于300目，装袋。此时产品中铬元素含量为0.1％。

实施例2：

称取10Kg配合饲料或精饲料，倒入搅拌机中。称取20g按实施例1方法制备的铬元素饲料添加剂，均匀撒在饲料上，开启搅拌机，使添加剂与饲料混合均匀即可。此时饲料中的铬元素含量为2mg/Kg。

实施例3：

称取10g按实施例1方法制备的铬元素饲料添加剂，置入家用食品搅拌机中，加水一升，开机搅拌约一分钟，制成悬浮液。将20Kg青饲料均匀撒在干净的地面上，将上述悬浮液用洁净的农用喷雾器均匀喷洒在青饲料上，晾干后即可使用。此时青饲料中的铬元素含量为0.5mg/Kg。

本发明提供了一种以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂及其制备方法。该发明涉及的原料来源丰富，制备方法与工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。基于本发明制得的铬元素饲料添加剂，可广泛应用于各种家畜、家禽和鱼类的饲养，为上述动物补充生命必需的铬元素，具有提高饲料利用率，促进生长发育，增强动物免疫力与抗应激能力，提高胴体瘦肉率和禽类产蛋率等功效。

Claims (9)

1.一种以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂，其特征在于它是一种含可交换铬离子的蒙脱石，按重量百分比计，铬元素在蒙脱石中的含量为0.01～0.5％。

2.根据权利要求1所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)按常规方法分离提纯蒙脱石，将蒙脱石和重量为蒙脱石5～15％的钠盐混合，加水搅拌，进行离子交换反应，然后离心或过滤脱水，用水清洗后，再加水搅拌，制成浓度为3～20％的钠基蒙脱石悬浮液矿浆，检测并调节矿浆的pH值，使矿浆pH值为4.5～6.0；

2)将含铬量为蒙脱石重量0.01～0.5％的铬盐，溶于水配置成溶液，并滴入数滴稀酸使溶液酸化；

3)在搅拌的同时，将配置好的铬盐溶液缓缓倒入矿浆，进行离子交换反应；

4)检测矿浆的pH值，用碱性溶液调节，使矿浆pH值为6.5～8.5；

5)用沉淀、离心或压滤等方法，使矿浆脱水；

6)将步骤5)所得物自然凉晒干燥或在低于80℃温度下烘干，研磨至小于300目，得到含水量小于10％的粉体，或者将步骤5)所得物加入最多5％的分散剂，加水搅拌，制成10-30％的矿浆，用喷雾干燥法得到含水量小于10％的粉体。

3.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于所说的蒙脱石为钠基、钙基、镁基蒙脱石。

4.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于所说的钠盐为氯化钠、硝酸钠、硫酸钠或其水合物。

5.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于所说的铬盐为氯化铬、硝酸铬和硫酸铬或者是这些盐类的水合物。

6.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于所说的碱性溶液为Ca(OH)₂、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃溶液。

7.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于所说的分散剂为三磷酸钠，焦磷酸四钠，木素磺酸钠中的一种或几种。

8.根据权利要求2所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂的制备方法，其特征在于若采用喷雾干燥法，其喷雾干燥器进风温度控制在150～180℃，出料口温度60～80℃。

9.权利要求1所述的以蒙脱石为载体的铬元素饲料添加剂用于饲料中，其特征是在每公斤饲料中，加入含铬元素为0.5～3毫克的载铬蒙脱石。