硅鈣碳三元復(fù)合肥及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于肥料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅鈣碳三元復(fù)合肥，并且還涉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，一方面使社會物質(zhì)財富日益積累，另一方面使人民生活水平顯著提高，但同時由于工業(yè)三廢的排放對環(huán)境如空氣、水系和土壤的污染程度逐漸加劇，耕地酸化退化現(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)我國農(nóng)業(yè)部的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明:我國耕地土壤點遭污染的面積占到了耕地總面積的19.4%，林地土壤點遭污染的面積占到了林地總面積的10%，草地土壤點遭污染的面積占到了草地總面積的10.4%，其中土壤酸化面積1.5億畝以上。
[0003]對于耕地，除了受前述的工業(yè)三廢排放污染外，還受到因過度使用化肥及農(nóng)藥的農(nóng)業(yè)污染，尤其是重金屬造成的耕地污染既對農(nóng)作物的品質(zhì)、產(chǎn)量產(chǎn)生影響，又因通過食物鏈而損及人體健康。評價重金屬對耕地造成污染的指標(biāo)主要指:Pb、Hg、Cd、As和Cr等在土壤中的含量。典型的例子如2013年發(fā)生在我國湖南的“鎘米”事件，該事件反映了我國局部地區(qū)水稻因遭重金屬污染而使大米中的鎘含量嚴(yán)重超標(biāo)。
[0004]如業(yè)界所知，作為重金屬元素的鎘(Cd)與氧、氯和硫等化學(xué)元素形成無機化合物而分布于自然界中。由于鎘的生物迀移性較強，因而極易被植物吸收并積累。鎘對植物的危害表現(xiàn)為:對細(xì)胞質(zhì)透膜性、水分代謝、光合作用、呼吸作用、碳水化合物的代謝、核酸代謝以及植物激素等生化過程造成破壞并且對土壤微生物也同樣造成危害;鎘通過食物鏈進入人體產(chǎn)生的危害表現(xiàn)為:對腎、肺、肝、睪丸、腦、骨骼及血液系統(tǒng)均會產(chǎn)生毒性，被美國毒物管理委員會列為危害人體健康的第六位有毒物質(zhì)。
[0005]鎘在土壤中的存在形式主要有以下六種:一為離子態(tài)；二為交換態(tài)；三為碳酸鹽態(tài)；四為鐵錳氧化物態(tài);五為有機硫化物態(tài);六為殘留態(tài)。前兩種形態(tài)的鎘對土壤環(huán)境最敏感并且最易被植物吸收，因而對植物的危害性最大;碳酸鹽態(tài)是指碳酸鹽沉淀的重金屬鎘，對土壤環(huán)境條件及土壤PH值最敏感，隨著pH值的降低，離子態(tài)鎘重新大幅釋放而影響作物，并被植物吸收而造成危害;第四至第六種形態(tài)相對穩(wěn)定?？傮w而言，土壤中鎘的形態(tài)及有效性受土壤的pH值、有機質(zhì)、土壤質(zhì)地、土壤CO2分壓以及水分等條件的影響。
[0006]由上述可知，改善土壤pH值可以在很大程度上降低乃至抑制鎘對土壤的污染而造成對植物的危害程度，據(jù)此，如果以施肥的方式向農(nóng)田追施既可有效降低土壤酸度并易被植物吸收又能對鎘、鉛、砷、鉻等重金屬元素具有理想的阻控和吸附作用，并且還得以增加土壤孔隙度、提高土壤肥力、改善土壤通氣透水性、緩解土壤板結(jié)還能提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的復(fù)合肥，不失為一種一舉多得的積極措施。在當(dāng)前土地修復(fù)、水稻降鎘的實踐中更有現(xiàn)實意義。
[0007]在公開的中國專利文獻中，可見諸前述復(fù)合肥的技術(shù)信息，如CN1279005C推薦有“鈣鎂磷鉀肥及其生產(chǎn)方法”，CN101638348A提供有“一種含硅鈣高效氮肥及其制造方法”、CN101550035B介紹有“高活性硅鈣鎂鉀肥”，CN101891521A揭示有“硅鈣鎂硫肥及其制備工藝”，CN101709003B披露有“娃鉀二元復(fù)合肥及其制備方法”，等等。
[0008]并非限于上面例舉的專利方案對于提高土壤生物活力、改善植物生長所需的必要元素的含量、增強植物抗病蟲害能力以及促進植物生長并達到增產(chǎn)之目的具有積極意義，但是對于前述諸如鉛、砷、鉻特別是鎘之類的重金屬元素并不產(chǎn)生期望的阻控和吸附作用。
[0009]針對上述已有技術(shù)，本申請人在多年來作了持久而有益的探索與反復(fù)的試驗，終于找到了得以彌補已有技術(shù)的復(fù)合肥所存在的缺憾的辦法并且形成了下面將要介紹的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種既可有效地降低重金屬元素對土壤的污染而藉以避免土壤酸化退化，又能作為農(nóng)作物的營養(yǎng)元素而藉以被農(nóng)作物吸收并促進農(nóng)作物的生長及達到增產(chǎn)和改善品質(zhì)之目的，進而可體現(xiàn)良好的經(jīng)濟性而藉以避免增大農(nóng)業(yè)成本的硅鈣碳三元復(fù)合肥。
[0011]本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種硅鈣碳三元復(fù)合肥的制備方法，該方法工藝步驟簡練并且工藝要素不苛刻而藉以滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求，以及由該方法制備的硅鈣碳三元復(fù)合肥得以提高施肥效率而藉以降低施肥時所耗的人工成本并且能保障所述硅鈣碳三元復(fù)合肥的效果的全面體現(xiàn)。
[0012]本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種硅鈣碳三元復(fù)合肥，其是由以下按重量份數(shù)配比的原料組成:
二氧化硅 15-25份；
氧化鈣15-25份；
生物炭7-15份；
添加元素 <2份；
水1-3份。
[0013]在本發(fā)明的一個具體的實施例中，所述的生物炭是指由植物秸桿、果殼、樹枝、木肩和/或礱糠經(jīng)600-800°C高溫缺氧或低氧悶燒得到的生物質(zhì)炭。
[0014]在本發(fā)明的另一個具體實施例中，所述的二氧化硅為按重量份數(shù)稱取的水溶性二氧化硅5-10份與枸溶性二氧化硅10-15份的混合物;所述的氧化鈣為磨細(xì)的石灰粉末。
[0015]在本發(fā)明的又一個具體的實施例中，所述的添加元素銅、鐵、鋅、錳、鋁、鎂和硼中的任意一種或多種的組合。
[0016]本發(fā)明的另一任務(wù)是這樣來完成的，一種硅鈣碳三元復(fù)合肥的制備方法，包括以下步驟:
A)混料，將按重量份數(shù)稱取的二氧化硅15-25份、氧化鈣15-25份、生物炭7_15份、添加元素< 2份和水1-3份投入帶有攪拌器的容器中攪拌均勻，得到混合料；
B)造粒，將由步驟A)得到的混合料通過輸送帶送至喂料斗，由喂料斗以節(jié)制方式喂入圓盤造粒機或滾筒造粒機造粒，在圓盤造粒機或滾筒造粒機造粒的同時向混合料噴灑水和崩解劑，并且控制噴灑的水的量和崩解劑的量，得到顆粒料；
C)后續(xù)處理，先將由步驟B)得到的顆粒料引入滾動筒篩選，由滾筒篩篩取的顆粒料通過承運帶引入烘燥窯烘干，出烘燥窯后冷卻并包裝，得到硅鈣碳三元復(fù)合肥。
[0017]在本發(fā)明的再一個具體的實施例中，步驟A)中所述的攪拌的時間為5-15min，攪拌器的攪拌速度為15_25rpm。
[0018]在本發(fā)明的還有一個具體的實施例中，步驟B)中所述的控制噴灑的水的量是指將噴灑的水的量控制為混合料的重量的2-3%，所述的控制崩解劑的量是指將崩解劑的量控制為混合料重量的1-3%。
[0019]在本發(fā)明的更而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的由喂料斗以節(jié)制方式喂入圓盤造粒機或滾筒造粒機是指喂料斗的喂料速度與圓盤造料機的圓盤的轉(zhuǎn)速或滾筒造粒機的滾筒的轉(zhuǎn)速成正比，而所述圓盤的轉(zhuǎn)速以及滾筒的轉(zhuǎn)速為20-40rpm。
[0020]在本發(fā)明的進而一個具體的實施例中，步驟C)中所述烘干的溫度為200-300°C，所述承運帶的行進速度為15-25m/min ；所述娃I丐碳三元復(fù)合肥的顆粒直徑為2-5mm。
[0021]在本發(fā)明的又更而一個具體的實施例中，所述的崩解劑為羧甲基淀粉鈉、低取代羥丙基纖維素或交聯(lián)羧甲基纖維素鈉。
[0022]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的技術(shù)效果在于:其一，由于配方中使用了生物炭，因而可由生物炭起到對鎘、鉛、鉻和砷的有效吸附作用，并且生物炭還可顯著增加土壤孔隙度、降低土壤容量、改善土壤通氣及透水能力以及緩解土壤板結(jié);其二，由于配方中引入了二氧化硅及氧化鈣，因而能起到對土壤中的鎘、砷和鉛的良好的鈍化作用；其三，由于硅鈣碳三元復(fù)合肥為堿性并且PH值達9-10.5左右，因而能起到防止土壤酸化退化的優(yōu)異效果;其四，由于硅鈣碳元素作為農(nóng)作物的營養(yǎng)元素而可被有效吸收，促進根系發(fā)達、光合作用、增進植株硬度(挺度)、果實千粒重、提高抗寒抗病蟲害能力并且增產(chǎn)率可達5-25%;其五，由于所有原料易得且廉價，因而能避免農(nóng)業(yè)成本的增加;其六，提供的制備方法工藝步驟簡短且工藝要求不煩，因而能滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求;其七，由于制備得到的是顆粒狀硅鈣碳三元復(fù)合月巴，因而施肥便捷高效，能降低工時成本。
【具體實施方式】
[0023]實施例1:
A)混料，將按重量份數(shù)稱取的粉末狀的二氧化硅25份、粉末狀的氧化鈣即磨細(xì)的石灰粉末15份、生物炭15份、添加元素2份和水2份投入帶有攪拌器的容器中攪拌均勻，攪拌時間為15min，攪拌器的攪拌速度為15rpm，得到混合料，本步驟中的生物炭是從市場購入的，例如購自中國江蘇省蘇州市多能生物材料科技有限公司生產(chǎn)的并且在本申請