硅钙碳三元复合肥及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种硅钙碳三元复合肥，并且还涉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国现代工业的不断发展，一方面使社会物质财富日益积累，另一方面使人民生活水平显著提高，但同时由于工业三废的排放对环境如空气、水系和土壤的污染程度逐渐加剧，耕地酸化退化现象严重。据我国农业部的相关调查数据表明:我国耕地土壤点遭污染的面积占到了耕地总面积的19.4%，林地土壤点遭污染的面积占到了林地总面积的10%，草地土壤点遭污染的面积占到了草地总面积的10.4%，其中土壤酸化面积1.5亿亩以上。
[0003]对于耕地，除了受前述的工业三废排放污染外，还受到因过度使用化肥及农药的农业污染，尤其是重金属造成的耕地污染既对农作物的品质、产量产生影响，又因通过食物链而损及人体健康。评价重金属对耕地造成污染的指标主要指:Pb、Hg、Cd、As和Cr等在土壤中的含量。典型的例子如2013年发生在我国湖南的“镉米”事件，该事件反映了我国局部地区水稻因遭重金属污染而使大米中的镉含量严重超标。
[0004]如业界所知，作为重金属元素的镉(Cd)与氧、氯和硫等化学元素形成无机化合物而分布于自然界中。由于镉的生物迀移性较强，因而极易被植物吸收并积累。镉对植物的危害表现为:对细胞质透膜性、水分代谢、光合作用、呼吸作用、碳水化合物的代谢、核酸代谢以及植物激素等生化过程造成破坏并且对土壤微生物也同样造成危害;镉通过食物链进入人体产生的危害表现为:对肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼及血液系统均会产生毒性，被美国毒物管理委员会列为危害人体健康的第六位有毒物质。
[0005]镉在土壤中的存在形式主要有以下六种:一为离子态；二为交换态；三为碳酸盐态；四为铁锰氧化物态;五为有机硫化物态;六为残留态。前两种形态的镉对土壤环境最敏感并且最易被植物吸收，因而对植物的危害性最大;碳酸盐态是指碳酸盐沉淀的重金属镉，对土壤环境条件及土壤PH值最敏感，随着pH值的降低，离子态镉重新大幅释放而影响作物，并被植物吸收而造成危害;第四至第六种形态相对稳定。总体而言，土壤中镉的形态及有效性受土壤的pH值、有机质、土壤质地、土壤CO2分压以及水分等条件的影响。
[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镉对土壤的污染而造成对植物的危害程度，据此，如果以施肥的方式向农田追施既可有效降低土壤酸度并易被植物吸收又能对镉、铅、砷、铬等重金属元素具有理想的阻控和吸附作用，并且还得以增加土壤孔隙度、提高土壤肥力、改善土壤通气透水性、缓解土壤板结还能提高农作物产量和品质的复合肥，不失为一种一举多得的积极措施。在当前土地修复、水稻降镉的实践中更有现实意义。
[0007]在公开的中国专利文献中，可见诸前述复合肥的技术信息，如CN1279005C推荐有“钙镁磷钾肥及其生产方法”，CN101638348A提供有“一种含硅钙高效氮肥及其制造方法”、CN101550035B介绍有“高活性硅钙镁钾肥”，CN101891521A揭示有“硅钙镁硫肥及其制备工艺”，CN101709003B披露有“娃钾二元复合肥及其制备方法”，等等。
[0008]并非限于上面例举的专利方案对于提高土壤生物活力、改善植物生长所需的必要元素的含量、增强植物抗病虫害能力以及促进植物生长并达到增产之目的具有积极意义，但是对于前述诸如铅、砷、铬特别是镉之类的重金属元素并不产生期望的阻控和吸附作用。
[0009]针对上述已有技术，本申请人在多年来作了持久而有益的探索与反复的试验，终于找到了得以弥补已有技术的复合肥所存在的缺憾的办法并且形成了下面将要介绍的技术方案。
【发明内容】
[0010]本发明的任务在于提供一种既可有效地降低重金属元素对土壤的污染而藉以避免土壤酸化退化，又能作为农作物的营养元素而藉以被农作物吸收并促进农作物的生长及达到增产和改善品质之目的，进而可体现良好的经济性而藉以避免增大农业成本的硅钙碳三元复合肥。
[0011]本发明的另一任务在于提供一种硅钙碳三元复合肥的制备方法，该方法工艺步骤简练并且工艺要素不苛刻而藉以满足工业化放大生产要求，以及由该方法制备的硅钙碳三元复合肥得以提高施肥效率而藉以降低施肥时所耗的人工成本并且能保障所述硅钙碳三元复合肥的效果的全面体现。
[0012]本发明的任务是这样来完成的，一种硅钙碳三元复合肥，其是由以下按重量份数配比的原料组成:
二氧化硅 15-25份；
氧化钙15-25份；
生物炭7-15份；
添加元素 <2份；
水1-3份。
[0013]在本发明的一个具体的实施例中，所述的生物炭是指由植物秸杆、果壳、树枝、木肩和/或砻糠经600-800°C高温缺氧或低氧闷烧得到的生物质炭。
[0014]在本发明的另一个具体实施例中，所述的二氧化硅为按重量份数称取的水溶性二氧化硅5-10份与枸溶性二氧化硅10-15份的混合物;所述的氧化钙为磨细的石灰粉末。
[0015]在本发明的又一个具体的实施例中，所述的添加元素铜、铁、锌、锰、铝、镁和硼中的任意一种或多种的组合。
[0016]本发明的另一任务是这样来完成的，一种硅钙碳三元复合肥的制备方法，包括以下步骤:
A)混料，将按重量份数称取的二氧化硅15-25份、氧化钙15-25份、生物炭7_15份、添加元素< 2份和水1-3份投入带有搅拌器的容器中搅拌均匀，得到混合料；
B)造粒，将由步骤A)得到的混合料通过输送带送至喂料斗，由喂料斗以节制方式喂入圆盘造粒机或滚筒造粒机造粒，在圆盘造粒机或滚筒造粒机造粒的同时向混合料喷洒水和崩解剂，并且控制喷洒的水的量和崩解剂的量，得到颗粒料；
C)后续处理，先将由步骤B)得到的颗粒料引入滚动筒筛选，由滚筒筛筛取的颗粒料通过承运带引入烘燥窑烘干，出烘燥窑后冷却并包装，得到硅钙碳三元复合肥。
[0017]在本发明的再一个具体的实施例中，步骤A)中所述的搅拌的时间为5-15min，搅拌器的搅拌速度为15_25rpm。
[0018]在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制喷洒的水的量是指将喷洒的水的量控制为混合料的重量的2-3%，所述的控制崩解剂的量是指将崩解剂的量控制为混合料重量的1-3%。
[0019]在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤B)中所述的由喂料斗以节制方式喂入圆盘造粒机或滚筒造粒机是指喂料斗的喂料速度与圆盘造料机的圆盘的转速或滚筒造粒机的滚筒的转速成正比，而所述圆盘的转速以及滚筒的转速为20-40rpm。
[0020]在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤C)中所述烘干的温度为200-300°C，所述承运带的行进速度为15-25m/min ；所述娃I丐碳三元复合肥的颗粒直径为2-5mm。
[0021]在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的崩解剂为羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素或交联羧甲基纤维素钠。
[0022]本发明提供的技术方案的技术效果在于:其一，由于配方中使用了生物炭，因而可由生物炭起到对镉、铅、铬和砷的有效吸附作用，并且生物炭还可显著增加土壤孔隙度、降低土壤容量、改善土壤通气及透水能力以及缓解土壤板结;其二，由于配方中引入了二氧化硅及氧化钙，因而能起到对土壤中的镉、砷和铅的良好的钝化作用；其三，由于硅钙碳三元复合肥为碱性并且PH值达9-10.5左右，因而能起到防止土壤酸化退化的优异效果;其四，由于硅钙碳元素作为农作物的营养元素而可被有效吸收，促进根系发达、光合作用、增进植株硬度(挺度)、果实千粒重、提高抗寒抗病虫害能力并且增产率可达5-25%;其五，由于所有原料易得且廉价，因而能避免农业成本的增加;其六，提供的制备方法工艺步骤简短且工艺要求不烦，因而能满足工业化放大生产要求;其七，由于制备得到的是颗粒状硅钙碳三元复合月巴，因而施肥便捷高效，能降低工时成本。
【具体实施方式】
[0023]实施例1:
A)混料，将按重量份数称取的粉末状的二氧化硅25份、粉末状的氧化钙即磨细的石灰粉末15份、生物炭15份、添加元素2份和水2份投入带有搅拌器的容器中搅拌均匀，搅拌时间为15min，搅拌器的搅拌速度为15rpm，得到混合料，本步骤中的生物炭是从市场购入的，例如购自中国江苏省苏州市多能生物材料科技有限公司生产的并且在本申请