一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，属于矿产资源的综合利用【技术领域】。其是将含钾页岩与碳酸钠按照一定的重量比在高温条件下混合反应；然后将其冷却后粉碎；最后将其与尿素、硫酸钾、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料、普钙以及黄泥按照一定的重量比混合后造粒，即得到硫酸钾型的有机-无机复混肥料。还可以将其与尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料以及脲甲醛按照一定的重量比混合后造粒得含氯型的有机-无机复混肥料。本发明的生产工艺简单，而且能够充分的利用含钾页岩中的钾以及硅等营养元素，大大的提高了含钾页岩的综合利用率。同时，生产的肥料肥效高，肥效期长。
【专利说明】一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿产资源的综合利用【技术领域】，特别是涉及一种利用含钾页岩生产有 机-无机复混肥料的方法。
【背景技术】
[0002] 有机-无机复混肥料综合了有机肥、无机肥的有点，肥料中来源于无机肥料的速 效养分在有机肥的调节下，对植物供养呈现出快而不猛的特点；而来源于有机肥的缓效性 养分又能保证肥料养分持久供应，满足农作物生长对营养元素的需求，消除了有机肥和无 机肥的弱点。在有机-无机复混肥加入长效肥及其硅营养元素，将有机肥、无机肥、长效肥、 硅等多种营养元素集中于一个载体，使肥料具有缓急相济、均衡稳定、养分充足的特点，达 到了平衡、高效的供肥目的，是肥料行业的一个重要发展方向。有机-无机复混肥料生产采 用的磷酸一铵是酸性原料，而有机-无机复混肥料成品要求pH值在5. 5?8,因此配方中要 加入碱性原料。目前，主要是通过加入碳酸氢铵调节产品的pH值。
[0003] 钾能促进植株茎杆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维 生素C的含量。钾素供应不足时，碳水化合物代谢受到干扰，光合作用受抑制，而呼吸作用 加强。因此，缺钾时植株抗逆能力减弱，易受病害侵袭，果实品质下降，着色不良。我国土 壤中缺乏钾元素，土壤中的钾元素不能满足植物生长对钾元素的需求，需要补钾的耕地占 70%以上，每年约需钾肥折纯量800万吨左右。硅肥是一种很好的品质肥料、保健肥料和植 物调节性肥料，是其它化学肥料无法比拟的一种新型多功能肥料。硅肥既可作肥料，提供养 分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。以其无毒、无 味、不变质、不流失、无公害等突出优点，将成为发展绿色生态农业的高效优质肥料。
[0004] 含钾页岩的主要成分是钾长石，钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最大的非 水溶性钾资源，其主要化学成分为Si02、Al203、K20等。我国从二十世纪60年代初起就开始 利用钾长石制取钾肥的研究，在一些经济欠发达地区，直接将含钾页岩破碎后加入农家肥 中作为混合钾肥使用，该方法虽然简单、经济，但是对含钾页岩的综合利用率较低，资源浪 费严重。目前，贵州地区对含钾页岩的利用主要是将其用来提钾，其工艺流程为：将含钾页 岩粉碎，再将其与助溶剂氯化钙在800摄氏度的高温下焙烧80分钟左右，然后在常温下用 水将钾浸出，最后再加入添加剂即可制得含钾复合肥，该工艺所得的氧化钾浸出率较高，达 到92%以上。但是转化工艺的流程复杂，生产成本较高，且没能充分利用含钾页岩中的其他 元素成分如硅元素等。
[0005] 通过在网上进行检索，涉及到含钾页岩利用的专利申请有6件，例如，申请号为 201010280115.2的发明专利公开了"一种处理含钾岩石的方法"，采用将含钾岩石粗碎、 细碎后再与氟硅酸进行反应制得氟硅酸钾、氟硅酸铝和硅胶；申请号为201310534185. X的发明公开了"一种利用含钾页岩制备化工原料的方法"，其是将盐酸与含钾页岩混 合反应，再经过一系列的分解和中和等反应，最后制取硫酸铝和聚合硫酸铝；申请号为 200510117266. 5的发明专利公开了"一种生物多元磷钾肥"，其是将含钾页岩粉碎后加入解 磷和解钾菌种后进行发酵，即得到生物多元磷钾肥。但是，目前还没有发现利用含钾页岩生 产有机-无机复混肥料的方法的专利文献或者报道。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方 法，以解决现有技术对含钾页岩的综合利用率较低、资源浪费严重、转化工艺复杂、生产成 本较高等技术问题而存在的不足。
[0007] 为了实现上述目的，本发明人通过大量的探索性试验、对比试验和条件试验而完 成了本发明。本发明具体通过以下技术方案解决上述技术问题：
[0008] -种利用含钾页岩生产有机_无机复混肥料的方法，包括以下步骤：
[0009] (1)含钾页岩的活化：将含钾页岩与碳酸钠按照100 :110_120的重量比混合，并将 该混合物加热至温度为750-850°C，使其混合反应55-65min;
[0010] (2)粉碎：将活化后的含钾页岩冷却至常温后，将其粉碎至细度为60-200目；
[0011] (3)有机-无机复混肥料的生产：将粉碎后的含钾页岩、尿素、硫酸钾、磷酸一铵、 氯化钾、有机肥料、普钙以及黄泥按照重量比为35-45 :170-190 :140-160 :170-190 :40-60 : 200-220 :35-45 :140-160充分混合后，再进行造粒，即得到硫酸钾型的有机-无机复混肥 料。
[0012] 进一步，所述步骤（1)中，含钾页岩与碳酸钠的重量比为100 :115,调节反应温度 为800°C，控制反应时间为60min。
[0013] 进一步，所述步骤（2)中，粉碎后的含钾页岩的细度为80目。
[0014] 优选地，所述步骤（3)中，含钾页岩、尿素、硫酸钾、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料、 普钙以及黄泥的重量比为40 :180 :150 :180 :50 :210 :40 :150。
[0015] 可选地，所述步骤（3)中，是将粉碎后的含钾页岩、尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机 肥料以及脲甲醛按照重量比为35-45 :170-190 :170-190 :160-180 :200-220 :210-230充分 混合后，再进行造粒，得到含氯型的有机-无机复混肥料。
[0016] 优选地，所述含钾页岩、尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料以及脲甲醛的重量比为 40 :180 :180 :170 :210 :220。
[0017] 本发明的技术效果在于：
[0018] 首先，本发明的生产工艺简单，操作方便，生产成本低，便于进行批量化生产，具有 显著的经济效益。
[0019] 其次，本发明将含钾页岩在高温条件下与碳酸钠进行反应，有效的将难以被农作 物直接吸收利用的二氧化硅等化合物转化成能被农作物直接吸收利用的硅酸钠等化合物， 为后续生产的有机-无机复混肥料中添加了硅元素，不仅增加了肥料中的营养元素，而且 施用含有硅元素的肥料还可以调理和改良土壤，为农作物防病、防虫和减毒等作用。
[0020] 再次，本发明将含钾页岩用于生产有机-无机复混肥料，不仅能够充分的利用含 钾页岩中的钾以及硅等营养元素，大大的提高了含钾页岩的综合利用率。而且含钾页岩能 够有效的调节有机-无机复混肥料中的pH值，降低了因生产有机-无机复混肥料中需要添 加碱性原料来调节其pH值而产生的成本。
[0021] 最后，本发明生产的肥料不仅肥效高，总养分为28%以上。而且肥效期长。
【具体实施方式】
[0022] 为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。 实施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤 均是已有技术，在此不做详细描述。
[0023] 本发明所述的黄泥，属于泥巴的一种，主要成分是氧化铝和氧化铁，还含有少量的 氧化钙、氧化镁以及二氧化硅等。
[0024] 本发明所述的有机肥为有机质含量为75%以上的有机肥。
[0025] 本发明所述的普钙主要成分为Ca(H2P04) 2 ?H20、无水硫酸钙和少量磷酸，含有效 五氧化二磷18%，其中86%溶于水。
[0026] 实施例一
[0027] -种利用含钾页岩生产有机_无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩100kg与碳 酸钠ll〇kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为750°C，使其混合反 应65min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放到 粉碎机中粉碎至细度为60目；最后将粉碎后的含钾页岩35kg、尿素170kg、硫酸钾140kg、 磷酸一铵170kg、氯化钾40kg、有机肥料200kg、普钙35kg以及黄泥140kg放到搅拌机中，通 过搅拌使其充分混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到硫酸钾型 的有机-无机复混肥料。
[0028] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为28. 3%，有机质含量为16. 5%。
[0029] 实施例二
[0030] 一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩l〇〇kg与碳 酸钠120kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为850°C，使其混合反 应55min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放到 粉碎机中粉碎至细度为200目；最后将粉碎后的含钾页岩45kg、尿素190kg、硫酸钾160kg、 磷酸一铵190kg、氯化钾60kg、有机肥料220kg、普钙45kg以及黄泥160kg放到搅拌机中，通 过搅拌使其充分混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到硫酸钾型 的有机-无机复混肥料。
[0031] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为28. 4%，有机质含量为15. 8%。
[0032] 实施例三
[0033] -种利用含钾页岩生产有机_无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩100kg与碳 酸钠115kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为800°C，使其混合反 应60min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放到 粉碎机中粉碎至细度为80目；最后将粉碎后的含钾页岩40kg、尿素180kg、硫酸钾150kg、 磷酸一铵180kg、氯化钾50kg、有机肥料210kg、普钙40kg以及黄泥150kg放到搅拌机中，通 过搅拌使其充分混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到硫酸钾型 的有机-无机复混肥料。
[0034] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为28. 3%，有机质含量为15. 9%。
[0035] 实施例四
[0036] -种利用含钾页岩生产有机_无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩100kg与碳 酸钠112kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为770°C，使其混合 反应58min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放 到粉碎机中粉碎至细度为100目；最后将粉碎后的含钾页岩35kg、尿素170kg、磷酸一铵 170kg、氯化钾160kg、有机肥料200kg以及脲甲醛210kg放到搅拌机中，通过搅拌使其充分 混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到含氯型的有机-无机复混 肥料。
[0037] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为36. 8%，有机质含量为15. 9%。
[0038] 实施例五
[0039] -种利用含钾页岩生产有机_无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩100kg与碳 酸钠118kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为830°C，使其混合 反应62min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放 到粉碎机中粉碎至细度为160目；最后将粉碎后的含钾页岩45kg、尿素190kg、磷酸一铵 190kg、氯化钾180kg、有机肥料220kg以及脲甲醛230kg放到搅拌机中，通过搅拌使其充分 混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到含氯型的有机-无机复混 肥料。
[0040] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为37. 4%，有机质含量为15. 7%。
[0041] 实施例六
[0042] 一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，首先将含钾页岩100kg与碳 酸钠115kg加入到反应釜中充分混合均匀，并将该混合物加热至温度为800°C，使其混合 反应60min，得到活化后的含钾页岩；然后将活化后的含钾页岩取出冷却至常温后，将其放 到粉碎机中粉碎至细度为120目；最后将粉碎后的含钾页岩40kg、尿素180kg、磷酸一铵 180kg、氯化钾170kg、有机肥料210kg以及脲甲醛220kg放到搅拌机中，通过搅拌使其充分 混合均匀后，放入转鼓造粒机中进行转鼓造粒，然后包装，即得到含氯型的有机-无机复混 肥料。
[0043] 经检测，该有机-无机复混肥料中总养分含量为37. 1 %，有机质含量为15. 8%。
[0044] 下面用本发明生产的有机-无机复混肥料去种植大麦，对生产的大麦的产量和质 量进行统计和分析，具体情况如下：
[0045] 选取1400平方米的一块空地，将其平均分为七个部分，每部分200平方米，并将其 标为1号地、2号地、3号地、4号地、5号地、6号地和7号地。选取籽粒饱满的莆方麦4号大 麦种子分别在该空地上种植，种植前先在塘底施肥，以后不再施肥。以贵州气候条件为例， 种植的时间选为12月份，种植的行距为0. 5米。1、2、3、4、5和6号地上分别施用上述实施 例一至实施例六的方法制备的有机-无机复混肥料。7号地施用高氮复合肥料，该高氮复合 肥中氮含量为25%，磷含量为15%，钾含量为11%。
[0046] 试验结果为：1号地上收获大麦种子75. 3kg，2号地收获大麦种子75. 4kg，3号地 收获大麦种子76.lkg，4号地收获大麦种子75. 4kg、5号地上收获大麦种子75. 2kg，6号地 上收获大麦种子76. 8kg，7号地上收获大麦种子69. 7kg。由此可见，该有机-无机复混肥料 对大麦的增产效果非常明显，每亩地大约增产20kg。
[0047] 根据中国饲料用大麦质量标准《中华人民共和国国家标准》0B10367-89规定，对上 述生产出来的大麦进行检测。
[0048] 表2为传统方法与本发明的实施例氮肥生产的大麦品质量检测结果：
【权利要求】
1. 一种利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 含钾页岩的活化：将含钾页岩与碳酸钠按照100 :110-120的重量比混合，并将该混 合物加热至温度为750-850°C，使其混合反应55-65min ; (2) 粉碎：将活化后的含钾页岩冷却至常温后，将其粉碎至细度为60-200目； (3) 有机-无机复混肥料的生产：将粉碎后的含钾页岩、尿素、硫酸钾、磷酸一铵、氯 化钾、有机肥料、普钙以及黄泥按照重量比为35-45 :170-190 :140-160 :170-190 :40-60 : 200-220 :35-45 :140-160充分混合后，再进行造粒，即得到硫酸钾型的有机-无机复混肥 料。
2. 如权利要求1所述的利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所 述步骤（1)中，含钾页岩与碳酸钠的重量比为100 :115,调节反应温度为800°C，控制反应时 间为60min。
3. 如权利要求1所述的利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所 述步骤（2)中，粉碎后的含钾页岩的细度为80目。
4. 如权利要求1所述的利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所 述步骤（3)中，含钾页岩、尿素、硫酸钾、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料、普钙以及黄泥的重量 比为 40 :180 :150 :180 :50 :210 :40 :150。
5. 如权利要求1所述的利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所 述步骤（3)中，是将粉碎后的含钾页岩、尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料以及脲甲醛按照 重量比为 35-45 :170-190 :170-190 :160-180 :200-220 :210-230 充分混合后，再进行造粒， 得到含氯型的有机-无机复混肥料。
6. 如权利要求5所述的利用含钾页岩生产有机-无机复混肥料的方法，其特征在于，所 述含钾页岩、尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料以及脲甲醛的重量比为40 :180 :180 :170 :210 :220。
【文档编号】C05G3/04GK104355813SQ201410598058
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】陈文兴, 田娟, 虞江, 周昌平, 蒋仁波, 杨杰 申请人:贵州省化工研究院, 贵州省五谷惠生态农业科技有限公司