一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法，該生態(tài)肥以硝酸鉀、磷酸鈣、磷酸氫鈣、尿素、凹凸棒、膨潤土、白炭黑、硅藻土、膨脹珍珠巖為主要原料，通過多孔無機粉體材料的二級吸附及網(wǎng)狀多孔材料的再吸附過程，形成具有良好緩釋效果的復(fù)合生態(tài)肥；其中，所述各主要組分的重量配比為：硝酸鉀35~45份，磷酸鈣5~8份，磷酸氫鈣5~8份，尿素12~20份，凹凸棒5~10份，膨潤土5~10份，白炭黑5~10份，硅藻土5~10份，膨脹珍珠巖5~10份，其中凹凸棒與膨潤土共12~16份，白炭黑，硅藻土，膨脹珍珠巖共20~25份。本發(fā)明專利技術(shù)制得的無機吸附緩釋肥料具有成本低，肥效持久、可控，制備過程簡單等優(yōu)點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種復(fù)合生態(tài)肥的制備方法，尤其是涉及一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法。
技術(shù)介紹
化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最大的物質(zhì)投資，約占其全部生產(chǎn)性支出的50%。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織估計，發(fā)展中國家糧食的增產(chǎn)中，其55%來自化肥的作用。我國化肥的投入和糧食的關(guān)系也基本符合這一規(guī)律，隨著高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，化肥在我國農(nóng)業(yè)中的地位將更為重要，我國農(nóng)業(yè)已成為世界上最大的化肥生產(chǎn)國和消費國。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐表明，由于肥料性質(zhì)與土壤環(huán)境條件的綜合影響，肥料利用率低是化肥使用上普遍存在的問題。目前我國化肥的當(dāng)季利用率較低：氮為30%～35%，磷為10%～20%，鉀為30%～35%。其中氮的損失特別嚴(yán)重，不僅造成了直接的經(jīng)濟損失，而且部分地區(qū)因施肥不當(dāng)已引起環(huán)境污染，出現(xiàn)地表富營養(yǎng)化、地下水和素菜中硝態(tài)氮含量超標(biāo)、氧化亞氮排放量增加等問題。傳統(tǒng)的肥料利用率低，肥效期短，養(yǎng)分容易淋失、揮發(fā)和固定，而速效性肥料不僅利用率低，而且成本高，污染嚴(yán)重，也不適應(yīng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求。采用針對性施肥技術(shù)是從根本解決我國目前施肥落后現(xiàn)狀的重要途徑，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必要選擇，發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè)已成為世界共同關(guān)注的問題。因此，研究應(yīng)用緩釋性肥料，提高肥料利用率，減少因施肥而造成的污染，對我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大而深遠(yuǎn)。緩釋肥料種類較多，按其含義可分為兩類：一類有機氮化合物，包括脲甲醛縮合物、其它脲醛和合成氮化合物，例如尿素與甲醛、乙醛、正丁烯醛、異丁烯醛等縮合而成的肥料。此類肥料被植物吸收后，在植物體內(nèi)的代謝時間長，不易排出體外，屬于緩慢代謝類緩釋肥料；另一類是包膜肥料，包括非有機物包膜肥料、有機聚合物包膜肥料、熱塑性樹脂包膜肥料、聚合物包膜硫包衣尿素和基質(zhì)復(fù)合肥料等。此類緩釋肥中營養(yǎng)元素與特定物質(zhì)連接，在供給營養(yǎng)和肥力緩釋方面效果明顯。緩釋肥料按其加工過程的不同，主要分為整體法和微囊法，分別對應(yīng)上述兩類緩釋肥料。其中，以整體法制備的有機氮化合物緩釋肥，需要將肥料溶解后重新造粒，此外還需借助于難溶于水的高分子聚合物，另外在很多情況下，低分子量脲醛部分提供的氮素比例在作物生長前期超過了作物所需要的量，然而高分子量部分提供氮素又太慢，養(yǎng)分釋放后殘留的聚合物可能帶來二次污染；微囊法是通過包涂惰性物質(zhì)的半透膜，以控制肥料向外的滲透速率，但此法往往制備成本較高，同時包膜材料易對土壤造成污染。綜上考慮到，通過無機吸附方法制備緩釋基質(zhì)復(fù)合肥料，利用價格低廉的強吸附性的無機材料作為載體，利用整體法原理，在一定條件下能夠快速將無機材料與營養(yǎng)元素有機結(jié)合，是制備緩釋肥的極佳選擇。因此，本專利技術(shù)具有很大的理論及實踐意義落。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法,以無機物為吸附劑,通過二級吸附使復(fù)合肥能在土壤環(huán)境中保持較穩(wěn)定狀態(tài)，減緩釋放速度，從而制得綜合性價比較高的緩釋復(fù)合生態(tài)肥。解決目前緩釋化肥成本高，制備難度大等問題，從而得到肥效持久，綜合經(jīng)濟效益良好的緩釋肥料。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法,其特征在于通過微孔無機物的一級吸附和大孔網(wǎng)狀無機物的二級吸附獲得緩釋肥料，制備緩釋肥的主要原料按重量份計為：硝酸鉀35~45份，磷酸鈣5~8份，磷酸氫鈣5~8份，尿素12~20份，凹凸棒土5~10份，膨潤土5~10份，白炭黑5~10份，硅藻土5~10份，膨脹珍珠巖5~10份。一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法，分為以下六個階段：硝酸鉀的二級吸附，磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附，尿素的二級吸附，再造粒過程，表面處理過程、再吸附過程。所述硝酸鉀的二級吸附階段的具體操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入無水乙醇作分散劑，攪拌2~2.5h。然后加入硝酸鉀粉末，攪拌20~30min。最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌2~4h。優(yōu)選的，每克硝酸鉀對應(yīng)的無水乙醇的加入量為5~10mL，對應(yīng)正硅酸乙酯的加入量為1~2mL。優(yōu)選的，低速攪拌機的攪拌速度為30~50r/min。所述磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入去離子水作分散劑，攪拌1~2h。然后加入磷酸鈣及磷酸氫鈣粉末，攪拌20~30min。最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌4~6h。優(yōu)選的，去離子水的加入量為凹凸棒土及膨潤土重量的30~50倍，每克磷酸鈣及磷酸氫鈣對應(yīng)正硅酸乙酯的加入量為1~2mL。優(yōu)選的，低速攪拌機的攪拌速度為50~70r/min。所述尿素的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入液體四氯化碳作分散劑，攪拌2~2.5h。然后加入尿素粉末，攪拌20~30min。最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌1~2h。優(yōu)選的，每克尿素對應(yīng)的四氯化碳加入量為5~10mL，對應(yīng)正硅酸乙酯的加入量為1~2mL。優(yōu)選的，低速攪拌機的攪拌速度為30~50r/min。所述再造粒過程階段的具體操作方法為：將上述三個步驟所得的多孔材料吸附肥料的混合液分別抽濾，所得固體置于真空烘箱中干燥，并混合，粉碎，使其粒徑為60~100目。優(yōu)選的，所述干燥溫度不宜過高，60~80℃為宜。所述表面處理過程階段的具體操作方法為：首先取一定量的白炭黑及硅藻土粉末，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，于高速混合機中攪拌混合。然后取一定質(zhì)量的膨脹珍珠巖，加熱使其膨脹后，進(jìn)行冷卻，并加入氨水進(jìn)行預(yù)處理，再與3-氨基丙基三乙氧基硅烷的無水乙醇混合，置于高速混合機中，加熱攪拌。優(yōu)選的，所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的加入量為無機物質(zhì)量的1~3%，無水乙醇的質(zhì)量為3-氨基丙基三乙氧基硅烷的1~2倍。優(yōu)選的，所述高速混合的溫度為100~110℃，轉(zhuǎn)速為100~120r/min，時間為20~30min。所述再吸附過程階段的具體操作方法為：將上述經(jīng)二級吸附作用得到的肥料，與上述經(jīng)表面處理后的白炭黑，硅藻粉及膨脹珍珠巖，以一定比例混合，置于低速攪拌器中，攪拌至均勻分散并有效吸附。優(yōu)選的，所述攪拌速度為30~50r/min，時間為1~3h。所述凹凸棒土，為鏈層狀鎂硅酸鹽粘土礦物，層間有通道，比表面積大，氨氮吸附能力強；所述膨潤土為鈉基膨潤土，層間陽離子為Na+，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，具有物理、化學(xué)及離子交換吸附功能；所述白炭黑為無定型粉末，多孔性物質(zhì)，有著良好的親和性和化學(xué)穩(wěn)定性，具有極強的吸附能力。所述硅藻土是一種生物成因的硅質(zhì)沉積巖制得的粉體，礦物成分為蛋白石及其變種，具有特殊多孔網(wǎng)狀構(gòu)造；所述膨脹珍珠巖為加熱后可膨脹形成多孔結(jié)構(gòu)的礦物巖石，吸附水分和無機物的能力強。本專利技術(shù)中，先以不同的分散劑，對凹凸棒土及膨潤土進(jìn)行攪拌分散，再對硝酸鉀，磷酸鈣，磷酸氫鈣及尿素分別進(jìn)行吸附，其吸附原理符合二級吸附原理。由于凹凸棒土獨特的層鏈狀結(jié)構(gòu)，使其內(nèi)表面積及比表面積很大，吸附能力強。而膨潤土具有很強的物理，化學(xué)及離子交換吸附能力。因此，二級吸附的吸附率本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法,其特征在于通過微孔無機物的一級吸附和大孔網(wǎng)狀無機物的二級吸附獲得緩釋肥料，制備緩釋肥的主要原料按重量份計為：硝酸鉀35~45份，磷酸鈣5~8份，磷酸氫鈣5~8份，尿素12~20份，凹凸棒土5~10份，膨潤土5~10份，白炭黑5~10份，硅藻土5~10份，膨脹珍珠巖5~10份;所述通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法，分為以下六個階段：硝酸鉀的二級吸附，磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附，尿素的二級吸附，再造粒過程，表面處理過程、再吸附過程；所述硝酸鉀的二級吸附階段的具體操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入無水乙醇作分散劑，攪拌2~2.5h，然后加入硝酸鉀粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌2~4h；所述磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入去離子水作分散劑，攪拌1~2h，然后加入磷酸鈣及磷酸氫鈣粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌4~6h；所述尿素的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入液體四氯化碳作分散劑，攪拌2~2.5h，然后加入尿素粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌1~2h；所述再造粒過程階段的具體操作方法為：將上述三個步驟所得的多孔材料吸附肥料的混合液分別抽濾，所得固體置于真空烘箱中干燥，并混合，粉碎，使其粒徑為60~100目；所述表面處理過程階段的具體操作方法為：首先取白炭黑及硅藻土粉末，加入3?氨基丙基三乙氧基硅烷，于高速混合機中攪拌混合，然后取一定質(zhì)量的膨脹珍珠巖，加熱使其膨脹后，進(jìn)行冷卻，并加入氨水進(jìn)行預(yù)處理，再與3?氨基丙基三乙氧基硅烷的無水乙醇混合，置于高速混合機中，加熱攪拌；所述再吸附過程階段的具體操作方法為：將上述經(jīng)二級吸附作用得到的肥料，與上述經(jīng)表面處理后的白炭黑，硅藻粉及膨脹珍珠巖，以一定比例混合，置于低速攪拌器中，攪拌至均勻分散并有效吸附。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法,其特征在于通過微孔無機物的一級吸附和大孔網(wǎng)狀無機物的二級吸附獲得緩釋肥料，制備緩釋肥的主要原料按重量份計為：硝酸鉀35~45份，磷酸鈣5~8份，磷酸氫鈣5~8份，尿素12~20份，凹凸棒土5~10份，膨潤土5~10份，白炭黑5~10份，硅藻土5~10份，膨脹珍珠巖5~10份;
所述通過無機二級吸附制備緩釋肥料的方法，分為以下六個階段：硝酸鉀的二級吸附，磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附，尿素的二級吸附，再造粒過程，表面處理過程、再吸附過程；
所述硝酸鉀的二級吸附階段的具體操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入無水乙醇作分散劑，攪拌2~2.5h，然后加入硝酸鉀粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌2~4h；
所述磷酸鈣及磷酸氫鈣的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入去離子水作分散劑，攪拌1~2h，然后加入磷酸鈣及磷酸氫鈣粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌4~6h；
所述尿素的二級吸附階段的操作方法為：取凹凸棒土及膨潤土，置于低速攪拌器中，加入液體四氯化碳作分散劑，攪拌2~2.5h，然后加入尿素粉末，攪拌20~30min，最后加入正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌1~2h；
所述再造粒過程階段的具體操作方法為：將上述三個步驟所得的多孔材料吸附肥料的混合液分別抽濾，所得固體置于真空烘箱中干燥，并混合，粉碎，使其粒徑為60~100目；
所述表面處理過程階段的具體操作方法為：首先取白炭黑及硅藻土粉末，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，于高速混合機中攪拌混合，然后取一定質(zhì)量的膨脹珍珠巖，加熱使其膨脹后，進(jìn)行冷卻，并加入氨水進(jìn)行預(yù)處理，再與3-氨...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳慶，曾軍堂，葉任海，陳兵，
申請(專利權(quán))人：成都新柯力化工科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51