专利名称：一种非水溶性钾矿的理化综合促释方法
技术领域：
本发明属于化工生产领域，涉及一种肥料及其制备方法。
背景技术：
钾肥是重要的肥料资源，水溶性钾矿在世界范围内分布不均，仅集中在少数国家。 我国目前发现的总储量仅10亿吨，不到世界总储量的1%。我国需求的水溶性钾对外依存度高达70%，2010年必和必拓公司企图收购加拿大钾肥公司，使我国钾肥供应保障的潜在威胁进一步凸显。如何拓宽钾肥供应渠道就成为一项重大而迫切任务。我国的非水溶性钾矿资源不仅分布地域广，而且储量巨大，其资源总量超过100亿吨。研发节能、高效和经济可行的非水溶性钾矿制肥产业化技术，对破解钾资源受制于人的困局、保障粮食安全具有重大的战略意义。目前，对于非水溶性钾矿的利用技术，主要是通过高温煅烧、加压等条件进行，而在常温常压条件下的微生物利用技术，主要侧重于硅酸盐细菌等解钾菌和模拟植物根系分泌有机酸等方面，离实用尚有较大距离。促释是基于活化态有效性概念而提出的新技术，与减缓水溶性肥料释放速度的缓释技术方向相反，其特点是通过对难溶矿物活化，促进养分释放，使之与作物吸收实现动态供求平衡。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明应用理化联用的多种技术手段进行理化综合促释，使钾矿的晶格和钾的原赋存状态发生变化，从而明显促进钾的释放，为在温和条件下利用我国丰富的非水溶性钾矿资源制肥开拓一条低能耗的新技术途径。本发明通过以下技术方案予以实现
发明提供了一种非水溶性钾矿的理化综合促释方法，包括非水溶性钾矿的原料搅拌、 研磨、干燥过程；通过在所述的非水溶性钾矿中加入活化剂，混匀后加水研磨成匀浆，经微波或超声波处理后，干燥研磨后即成产品。所选用的活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氧化1丐、有机碱(黑液、木素钠或木素钾)、 味精渣、酵母渣、糠醛渣或柠檬酸渣中的一种或几种的混合物；所加入的活化剂总量与非水溶性钾矿的重量比为O. 03 O. 60:1，优选O. 05 O. 15: I。本发明采用的上述活化剂均可单独或混合用于活化。在加入多种活化剂时，其总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值。非溶性钾矿原料为钾长石、云母或花岗岩、含钾页岩中的一种或几种的混合物。具体来说，活化剂与非水溶性钾矿的重量比为氢氧化钠非水溶性钾矿为O. 03 O. 60: I、氢氧化钾:非水溶性钾矿为O. 03、. 60: I、氧化钙加:非水溶性钾矿为O. 03 O. 60: I、有机碱:非水溶性钾矿为O. 03、. 55:1、味精渣:非水溶性钾矿为 O. 03 O. 50: I、酵母渣:非水溶性钾矿为O. 03、. 50: I、糠醛渣加入量:非水溶性钾矿为 O. 03 O. 50: I、柠檬酸渣:非水溶性钾矿为O. 03 O. 50: I。
采用微波或超声波处理时，处理时间为f 80分钟；优选Γ20分钟。具体来说，可以采用如下方案
在非水溶性钾矿中加入氢氧化钠、氢氧化钾、氧化韩、有机碱(黑液，木素钠，木素钾)、 味精渣、酵母渣、糠醛渣、柠檬酸渣中的一种或几种的混合物作为活化剂，混匀后加入适量的水，研磨5飞O分钟，搅拌均匀后，再经微波或超声波处理广80分钟后，一般在60-90°C干燥，即成为促释钾肥。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
尽管选用单一的化学或物理方法也有促释效果，但发明的非水溶性钾矿理化综合促释方法，理化联用的综合促释的协同效果大于两者单一效果之和。本发明所采用的氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙是商品，有机碱(黑液，木素钠，木素钾)是造纸厂及某些化工厂的副产品，味精渣、酵母渣、糠醛渣、柠檬酸渣为相关企业的废弃物，实现了废物的高效利用。
本发明还采用以下分析和测定方法来评价产品的性能
I钾释放的测定称取0.5XXXg促释钾肥样品放入IOOmL塑料离心管中，加入纯水 50mL,摇勻,振荡15min (振荡机速率180r/min),离心IOmin (转速为5000r/min),上清液过滤，得滤液I。再加入纯水50mL,摇勻,振荡15min(振荡机速率180r/min),离心IOmin (转速为5000r/min)，上清液过滤，得滤液II。重复一次，得滤液III。采用原子吸收法，分别测定上述三次浸提的水溶性钾含量。与未活化钾矿相比，促释钾肥的三次浸提的水溶性钾含量明显提闻。2结构分析用X射线衍射技术、透射电镜测定其晶体结构。X衍射的分析结果表明(图1)，与钾长石(I号)相比，促释钾肥(2-4号)的衍射峰值降低，说明经理化综合促释处理后，促释钾肥的晶体结构发生了变化。3化学分析用火焰分光光度计或原子吸收测定其水溶性钾和有效钾的含量。结合栽培评价结果促释钾肥的肥效特征是钾的释放增加，肥料利用率高，生物有效性高。例如，在南方红壤玉米上，在K等量施肥条件下，促释钾肥与普通钾肥的肥效相当或更好。
图I不同钾肥的X衍射图；其中I号为钾长石，2-4号为促释钾肥(1-4号对应于实施1，如表I所示)。
具体实施例方式以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例I:
试验组A :氢氧化钠+1分钟微波处理钾长石
(I)在钾长石中加入氢氧化钠活化剂，加入量与钾长石的质量比为O. 05:1,加适量水, 研磨约5分钟；(2)经微波处理I分钟(微波功率为700W)；
(3)在60°C左右干燥即成为促释钾肥。试验组B :氢氧化钠+5分钟微波处理钾长石
如同试验组A，但微波处理时间为5分钟。试验组C :氢氧化钠+10分钟微波处理钾长石(4号样品)
如同试验组A，但微波处理时间为5分钟。
对照组Al :氢氧化钠处理钾长石(2号样品)
同试验组A，但区别在于不经微波处理。对照组A2 :微波处理Imin钾长石
同试验组A，但区别在于不经氢氧化钠处理。
对照组B2 :微波处理5min钾长石
同试验组B，但区别在于不经氢氧化钠处理。
对照组C2 :微波处理IOmin钾长石(3号样品)
同试验组C，但区别在于不经氢氧化钠处理。
将促释钾肥进行水浸提试验，结果表明(见表1)，与钾长石相比，活化剂处理钾长石的水溶性钾显著提高了 160%，而微波处理钾长石的水溶性钾略高于钾长石的，且差异不显著。 但活化剂与微波联用处理钾长石的水溶性钾极显著增加，增加幅度高达917%。由此可见，活化剂与微波联用处理钾长石的活化效果明显优于两者单独使用的，理化综合促释具有显著的协同效应。
表I促释钾肥的浸提液钾含量(K，mg/kg)
权利要求
1.一种非水溶性钾矿的理化综合促释方法，包括非水溶性钾矿的原料搅拌、研磨、干燥过程；其特征在于非水溶性钾矿中加入活化剂，混匀后加水研磨，经微波或超声波处理后， 干燥成为促释钾肥。
2.根据权利要求I所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所述的活化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、有机碱、味精渣、酵母渣、糠醛渣或柠檬酸渣中的一种或几种的混合物；所加入的活化剂总量与非水溶性钾矿的重量比为O. 03、. 60: I。
3.根据权利要求2的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所加入的活化剂总量与非水溶性钾矿的重量比为O. 05、. 15:1。
4.根据权利要求I所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所述的有机碱为黑液、木素钠或木素钾。
5.根据权利要求I所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所述的非溶性钾矿原料为钾长石、云母或花岗岩、含钾页岩中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所加入的活化剂与非水溶性钾矿的重量比为氢氧化钠非水溶性钾矿为O. 03、. 60:1、 氢氧化钾非水溶性钾矿为O. 03 O. 60: I、氧化钙加:非水溶性钾矿为O. 03 O. 60: I、有机碱非水溶性钾矿为O. 03 O. 55: I、味精渣:非水溶性钾矿为O. 03 O. 50: I、酵母渣:非水溶性钾矿为O. 03 O. 50: I、糠醛渣加入量:非水溶性钾矿为O. 03 O. 50: I、柠檬酸渣:非水溶性钾矿为O. 03 O. 50:1。
7.根据权利要求I所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于所述的微波或超声波处理，处理时间为广80分钟。
8.根据权利要求7所述的非水溶性钾矿理化综合促释方法，其特征在于微波、超声波处理时间为Γ20分钟。
全文摘要
本发明应用理化综合促释技术，在温和条件下促进非水溶性钾矿中钾的释放，提高钾的利用率。具体的技术方法包括非水溶性钾矿的原料混合搅拌、研磨、干燥等过程。其特征在于非水溶性钾矿中加入一定量的活化剂，混匀后加入适量液体研磨成匀浆，经微波或超声波处理后，干燥后即成促释钾肥产品。本发明为利用我国丰富的非水溶性钾矿资源制肥开拓一条低能耗的温和反应新技术途径。
文档编号C05D1/04GK102603367SQ201210055139
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者刘可星, 刘辉, 廖宗文, 王俊, 鄢海印 申请人:华南农业大学