一种含纳米硅的天然矿物质肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种含纳米硅的天然矿物质肥料及其制造方法，按重量份数计，将以下原料混合：磷矿粉45-90份，白云石5-50份，助剂1-10份，总量为100份，磨碎后，搅拌、高温煅烧活化该混合物，水淬骤冷后，粉碎产物得到肥料。肥料包括有效成分为，五氧化二磷10-20％，有效钙5-30％，有效硅10-28％，有效镁5-15％，纳米硅占有效硅含量的30-80％。本发明充分有效利用我国低品位磷矿、不但为作物提供中微量元素，同时调理和改善农作物生长的机制，调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化学性质和生物化学性质，提高肥料有效利用率，减少肥料使用量，阻隔农作物吸收重金属。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿物质肥料生产【技术领域】，具体涉及一种含纳米硅的天然矿物质肥料 及其制备方法。 一种含纳米硅的天然矿物质肥料及其制备方法
【背景技术】
[0002] 我国人口多耕地少，中国用世界上7%的耕地养活了 22%的人口，却用了世界上 35%的化肥。连种连作、大量盲目滥施化肥已成一种掠夺性资源开发，导致资源巨大浪费， 不仅难以推动粮食增产，反而破坏了土壤的内在结构，造成土壤板结，土质变差、地力下降， 再加上过度工业化而带来的环境污染，造成了重金属土壤污染的严重局面；农作物品质下 降，农产品安全已严重影响到国民的身体健康。
[0003] 近30年来，我国氮肥工业得到迅速发展，氮肥产量自1982年突破1000万吨氮，至 2012年达4313万吨，特别是尿素得到超常的发展。32年累计生产尿素3. 86亿吨氮。尿素 在土壤中转化为铵态氮被作物根表面吸收，置换出氢离子使土壤酸化，致使近30年来，我 国土壤酸化问题越来越严重。酸化破坏土壤结构，使土壤板结；酸性土壤滋生真菌，根际病 害增加；酸化促使土壤中有害金属元素镉、铬、铝、锰的释放；土壤酸化使作物产量下降，甚 至绝收，使果园果树大片死亡。治理土壤酸化在某些地区已到了刻不容缓的地步。
[0004] 我国磷矿主要为难选矿的硅钙（镁）质及钙（镁）质中、低品位磷矿，这两种类 型的磷矿总资源量达100亿吨，这些磷矿中含有的硅、钙、镁元素还没有充分得以开发和利 用。日本科学家发现，链长为纳米级的硅氧四面体断链，可随水分从植物根部输送至叶面， 水分蒸发后，硅氧四面体短链残存在植物细胞壁内。这种硅质化的细胞，能增加作物的抗病 能力，增加作物的抗病能力、抗倒伏能力。这种含硅钙镁的矿物质肥料，可阻隔土壤中重金 属向作物体内的转移，同时可调节酸性土壤。
[0005] 目前缺少一种天然矿物质肥料及其制备方法，可以有效利用我国的磷矿石原料， 充分利用其中含有的硅元素，降低成本、不仅环保安全、还能有效解决土壤酸化及农作物重 金属吸收的严峻问题。
【发明内容】
[0006] 为了充分有效利用我国低品位磷矿、不但为作物提供中微量元素，同时调理和改 善农作物生长的机制，调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化学性质和生物化学 性质，提高肥料有效利用率，减少肥料使用量，阻隔农作物吸收重金属，本发明提供了一种 含纳米硅的天然矿物质肥料，其特征在于，肥料有效成分为，五氧化二磷10-20 %，有效钙 5-30 %，有效硅10-28 %，有效镁5-15 %，纳米硅占有效硅含量的30-80 %。
[0007] 优选的，所述纳米硅的粒径范围为10_50nm。
[0008] 本发明还公开了一种含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，按重 量份数计，将以下原料混合：磷矿粉45-90份，白云石5-50份，助剂1-10份，总量为100份， 磨碎后，搅拌、高温煅烧活化该混合物，水淬骤冷后，粉碎产物得到肥料。
[0009] 优选的，高温煅烧温度为1000-3000°c，时间为1-5个小时。
[0010] 优选的，所述助剂为蛇纹石、橄榄石、硅石或菱镁石中的一种以上。
[0011] 优选的，水淬骤是用压力为〇. 1-0. 5MPa的水喷射。
[0012] 优选的，粉碎后产物至50-80%以上通过80-160目筛。
[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0014] 1)本发明的充分利用了我国大量存在的低品位磷矿，体现了资源的高效利用；
[0015] 2)具有调理和改善作物生长的机制，生产原材料是由天然矿物质组成，含有纳米 硅物质，链长为纳米级的硅氧四面体断链，可随水分从植物根部输送至叶面，水分蒸发后， 硅氧四面体短链残存在植物细胞壁内。这种硅质化的细胞，能增加作物的抗逆性，从而使作 物具有较强的抗病虫害能力，可减少施药次数，还具有抗倒伏、抗干旱、抗寒冷的能力；
[0016] 3)长期施用还能调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化学性质和生物化 学性质；这种含硅钙镁的矿物质肥料，可阻隔土壤中重金属向作物体内的转移，阻隔农作物 吸收重金属的作用，同时可调节酸性土壤；
[0017] 4)提高肥料有效利用率，减少肥料使用量。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1.本发明具体实施例一的肥料样品的电镜扫描照片；
[0019] 图2.本发明具体实施例二的肥料样品的电镜扫描照片。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过实施例对本发明做进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而 非限制本发明的保护范围。
[0021] 具体实施例一
[0022] 本发明实施例中的原材料来自湖北荆州地区。
[0023] 磷矿粉45份，白云石45份，蛇纹石5份、硅石5份，经破碎后，装入入料车，用卷扬 机入高温熔融炉。从热风炉来的热风经风嘴喷入高炉，使高温区温度达到l〇〇〇°C左右，物料 在炉内充分煅烧熔融后，煅烧5小时，自出料口放出熔融体，并用表压为0. 2MPa的水喷射， 使其极冷而凝固并破碎成细小的粒子流入水淬池中，干燥后的半成品再送入球磨机磨细， 细度要求80 %以上通过80目筛。产品养分含量，经测定，五氧化二磷（P205)含量12 %，有效 钙（CaO)含量30 %，有效硅（Si02)含量28 %，有效镁（MgO) 5 %;经扫描电镜观察和能谱分析 仪分析，含硅的纳米级物质微粒总量占有效硅的百分率为50%，纳米硅的粒径为20-30nm， 纳米硅的电镜照片见说明书附图。
[0024] 具体实施例二
[0025] 本发明实施例中的原材料来自湖北荆州地区。
[0026] 磷矿粉90份，白云石5份，菱镁石5份，经破碎后，装入入料车，用卷扬机入高温熔 融炉。从热风炉来的热风经风嘴喷入高炉，使高温区温度达到1300°C左右，物料在炉内充分 煅烧熔融后，煅烧1小时，自出料口放出熔融体，并用〇. IMPa的水喷射，使其极冷而凝固并 破碎成细小的粒子流入水淬池中，干燥后的半成品再送入球磨机磨细，细度要求50 %以上 通过100目筛。产品养分含量，五氧化二磷（P2〇5)含量10%，有效钙（CaO)含量5%，有效 硅（Si02)含量10 %，有效镁（MgO) 15 %，经扫描电镜观察和能谱分析仪分析，纳米硅的粒径 范围为10-30nm，含硅的纳米级物质微粒总量占有效硅的百分率为80%，纳米硅的电镜照 片见说明书附图。
[0027] 具体实施例三
[0028] 本发明实施例中的原材料来自湖北荆州地区。
[0029] 磷矿粉49份，白云石50份，橄榄石1份，经破碎后，装入入料车，用卷扬机入高温 熔融炉。从热风炉来的热风经风嘴喷入高炉，使高温区温度达到3000°C左右，物料在炉内充 分煅烧熔融后，煅烧3小时，自出料口放出熔融体，并用0. 5MPa的水喷射，使其极冷而凝固 并破碎成细小的粒子流入水淬池中，干燥后的半成品再送入球磨机磨细，细度要求75%以 上通过160目筛。产品养分含量，五氧化二磷（P 205)含量20%，有效钙（CaO)含量16%，有 效硅（Si02)含量20%，有效镁（MgO) 10%，经扫描电镜观察和能谱分析仪分析，纳米硅的粒 径为30-50nm，含硅的纳米级物质微粒总量占有效硅的百分率为70%。
[0030] 具体实施例四
[0031] 本发明实施例中的原材料来自湖北荆州地区。
[0032] 磷矿粉60份，白云石31份，蛇纹石4、橄榄石3、硅石2份，经破碎后，装入入料车， 用卷扬机入高温熔融炉。从热风炉来的热风经风嘴喷入高炉，使高温区温度达到2000°C 左右，物料在炉内充分煅烧熔融后，煅烧4小时，自出料口放出熔融体，并用0. 4MPa的水喷 射，使其极冷而凝固并破碎成细小的粒子流入水淬池中，干燥后的半成品再送入球磨机磨 细，细度要求80%以上通过160目筛。产品养分含量，五氧化二磷（P 205)含量11 %，有效 钙（CaO)含量18%，有效硅（Si02)含量18%，有效镁（MgO) 12%，经扫描电镜观察和能谱分 析仪分析，纳米硅的粒径范围为20-40nm，含硅的纳米级物质微粒总量占有效硅的百分率为 30%。
[0033] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的 一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用 了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1. 一种含纳米硅的天然矿物质肥料，其特征在于，肥料有效成分为，五氧化二磷 10-20 %，有效钙5-30 %，有效硅10-28 %，有效镁5-15 %，纳米硅占有效硅含量的30-80 %。
2. 根据权利要求1所述的含纳米娃的天然矿物质肥料，其特征在于，所述纳米娃的粒 径范围为10_50nm。
3. -种含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，按重量份数计，将以下原 料混合：磷矿粉45-90份，白云石5-50份，助剂1-10份，总量为100份，磨碎后，搅拌、高温 煅烧活化该混合物，水淬骤冷后，粉碎产物得到肥料。
4. 根据权利要求3所述的含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，高温 煅烧温度为1000-3000°C，时间为1-5个小时。
5. 根据权利要求3所述的含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，所述 助剂为蛇纹石、橄榄石、硅石或菱镁石中的一种以上。
6. 根据权利要求3所述的含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，水淬 骤是用压力为〇· 1-0. 5MPa的水喷射。
7. 根据权利要求3所述的含纳米硅的天然矿物质肥料的制备方法，其特征在于，粉碎 后产物至50-80%以上通过80-160目筛。
【文档编号】C05G1/00GK104108972SQ201410323383
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】韩冬芳, 王宗抗, 安国栋 申请人:深圳市芭田生态工程股份有限公司