一种绿色肥料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种绿色肥料，该绿色肥料由75～95wt％的轻质页岩粉体和5～25wt％的粘结剂制成，所述轻质页岩粉体的粒径为50～2000目，所述粘结剂选自含氧化铝成分的硅铝酸盐或矿土，其中，该绿色肥料由上述原料加适量水经挤出机挤出造粒而得，挤出机的进口温度为200～300℃、出口温度为60～80℃。本发明所提供的绿色肥料能够促进农作物挺拔生长，提高其对病虫的抵抗性，并且具有绿色环保、原料易得、成本低廉和制备方法简单等优点。
【专利说明】
一种绿色肥料
技术领域
[0001]本发明涉及底肥领域，尤其涉及一种绿色肥料。
【背景技术】
[0002]人类的农业生产活动主要在土壤上进行，人类所需要的农产品均直接或间接从土壤中生产，因此，土壤的性质在很大程度上制约着植物的生长发育和农业生产措施的效果，所以土壤是农业的基础，是人类不可或缺的自然资源。但是，在我国，土壤的现状存在以下问题:(I)人均数量偏少，所以需要提高生产率；(2)整体质量偏低；(3)土壤退化现象较严重。
[0003]中国专利CN104829398A公开了一种有机土壤改良肥，其以植物秸杆粉、腐植酸、磷矿粉、钾矿粉、蓖麻柏、烟泥、尿素、EM菌剂、中微量元素和海藻素为原料，充分混合制成肥料，所述肥料能够对土壤进行改良，增加土壤肥力，但是其所需原料复杂，不易操作，成本较高，对土壤中的污染成分例如重金属没有任何改善，不能保证食品安全。
[0004]中国专利CN105367346A公开了一种用于土壤改良的缓释肥料，其将磷矿粉通过高温和酸液进行活化，增加可溶磷含量，所述肥料能够有效吸附土壤中的重金属，改善被污染的土壤，保证食品安全，但是，对于土壤的肥力改善不够，且农作物的产率并没有明显提高。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现:将轻质页岩粉体与粘结剂进行高温造粒，得到一种绿色肥料，促进农作物挺拔生长，提高其对病虫的抵抗性，并且能够有效吸附土壤中的重金属等污染物，保证食品安全，从而完成本发明。
[0006]本发明的目的之一在于提供一种用于土壤改良的绿色肥料，具体体现在以下几方面:
[0007](I)—种绿色肥料，其中，所述绿色肥料由包括以下重量百分含量组分的原料制成:
[0008]轻质页岩粉体75?95wt%，
[0009]粘结剂5 ?25wt%;
[0010](2)根据上述(I)所述的绿色肥料，其中，所述绿色肥料由包括以下重量百分含量组分的原料制成:
[0011 ] 轻质页岩粉体80?90wt%，
[0012]粘结剂10 ?20wt%，
[0013]优选地:
[0014]轻质页岩粉体85wt%，
[0015]粘结剂15wt%;
[0016](3)根据上述(I)或(2)所述的绿色肥料，其中，
[0017]所述轻质页岩粉体的内部具有毛孔状微孔间隙，所述微孔的孔径为5?20nm，和/或
[0018]所述轻质页岩粉体的粒径为50?2000目，优选为100?1000目，更优选为200?500目；
[0019](4)根据上述(I)至(3)之一所述的绿色肥料，其中，所述粘结剂选自含氧化铝成分的娃招酸盐或矿土，优选选自膨润土、娃藻土、凹凸棒土、高岭土和羊甘土中的一种或几种，更优选为膨润土；
[0020](5)根据上述(I)至(4)之一所述的绿色肥料，其中，所述绿色肥料由包含以下步骤的方法制得:
[0021]步骤1、将轻质页岩粉体、粘结剂与水进行混合，得混合料，
[0022]步骤2、将混合料加入挤出机中进行挤出造粒，得肥料原粒，
[0023]步骤3、对肥料原粒进行后处理，得绿色肥料；
[0024](6)根据上述(I)至(5)之一所述的绿色肥料，其中，在步骤I中，基于轻质页岩粉体和粘结剂的重量和，水的用量为5?25wt%，优选为10?20wt%，更优选为15wt% ；
[0025](7)根据上述(I)至(6)之一所述的绿色肥料，其中，在步骤2中，挤出机的进口温度为200?300 °C，优选为220?280 °C，更优选为250 °C ；
[0026](8)根据上述(I)至(7)之一所述的绿色肥料，其中，在步骤2中，挤出机的出口温度为60?80 °C，优选为65?75°C，更优选为70°C ；
[0027](9)根据上述(I)至(8)之一所述的绿色肥料，其中，在步骤3中，
[0028]所述后处理依次包括干燥、冷却和筛分，和/或
[0029]所述绿色肥料的粒径为2?4mm;
[0030](10)根据上述(I)至(9)之一所述的绿色肥料，其中，所述干燥为自然晾干、烘箱烘干或冷冻干燥，优选为烘箱烘干，其中，所述烘干的温度为40?80°C，优选为60°C。
【具体实施方式】
[0031]下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0032]根据本发明的一方面，提供了一种绿色肥料，所述绿色肥料由轻质页岩粉体和粘结剂经高温造粒制成。
[0033]根据本发明一种优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述轻质页岩粉体的用量为75?95wt%。
[0034]在进一步优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述轻质页岩粉体的用量为80?90wt%。
[0035]在更进一步优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述轻质页岩粉体的用量为85wt%。
[0036]根据本发明一种优选的实施方式，所述轻质页岩粉体由轻质页岩矿经粉碎、磨细和分离等处理而得，其内部具有毛孔状微孔间隙，所述微孔的孔径为5?20nm，引自“刘新建，李青山.一种天然纳米材料的发现与应用研究.E纳米材料”。
[0037]在本发明中，所述轻质页岩矿选自内蒙古莫旗额尔和乡境内的蛋白页岩矿。其中，蛋白页岩矿是由火山爆发形成的火山灰在空气中灼烧成细小炽热体后经落入湖底沉积而形成。
[0038]所述轻质页岩粉的主要成分是二氧化硅，矿物成分为非晶态蛋白石及少量黏土等，属于高硅低铝非晶质结构，作为肥料，其为土壤提供了充足的硅素，一般情况下，纳米级的硅易被土壤吸收，而本发明所提供的是微米级的硅也易被土壤吸收，主要归功于其内部的纳米微孔，使其达到了纳米效应。例如:(I)硅素能提高农作物中的叶绿素含量，延长生育期，促进其生长；(2)农作物吸收硅后，形成硅化细胞，提高细胞强度，使农作物株形挺拔，利于密植；(3)同时细胞壁加厚，提高对病虫的抵抗能力。并且，所述轻质页岩粉体除了二氧化硅主体外，还含有其它多种元素和一些有机物，为土壤提供养分，助其生长，提高产量。
[0039]由于形成方式的原因，所述轻质页岩粉体具有页状层理、粒度细小均匀、结构输送多孔等特征，具有较强的吸附性，将其应用于土壤中，可以吸附固定土壤中的Cr、Cd、Pb和Cu等重金属，使其免于流向粮食作物，保证粮食安全，降低人类健康风险，同时，能够锁住土壤中的水分供农作物生长。
[0040]其中，在本发明中，所述轻质页岩粉体的主要化学组成为S12.H2O,硅含量达80%左右，是一种天然纳米材料，其内部含有大量孔隙，使其比表面积可达277.3cm2/g，上述有关轻质页岩粉体的数据引自“刘新建，李青山.一种天然纳米材料的发现与应用研究.E纳米材料”。
[0041]根据本发明一种优选的实施方式，所述轻质页岩粉体的粒径为50?2000目，优选为100?1000目，更优选为200?500目。
[0042]其中，由于所述轻质页岩粉体内部具有微孔，即使其粒径为2000目以下，也可以被植物吸收，因此，粒径不用做到纳米级别也能达到纳米效应。
[0043]根据本发明一种优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述粘结剂的用量为5?25wt%。
[0044]在进一步优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述粘结剂的用量为10?20wt%。
[0045]在更进一步优选的实施方式中，以轻质页岩粉体和粘结剂的重量和为100%计，所述粘结剂的用量为15wt %。
[0046]其中，粘结剂的作用是连接轻质页岩粉体使其形成块或球，并提高块或球的过程强度和热性能，其用量不易太多，能起到粘接性能即可，用量太多一会造成不必要的浪费、二会降低肥料对土壤的改良程度，因此，在本发明中，粘结剂的用量远远低于轻质页岩粉体的用量。
[0047]根据本发明一种优选的实施方式，所述粘结剂选自含氧化铝成分的硅铝酸盐或矿土。
[0048]在进一步优选的实施方式中，所述粘结剂选自膨润土、娃藻土、凹凸棒土、高岭土和羊甘土中的一种或几种。
[0049]在更进一步优选的实施方式中，所述粘结剂选自膨润土。
[0050]其中，所述粘结剂原料易得，成本低廉。
[0051 ]在本发明中，所述绿色肥料由包含以下步骤的方法制得:
[0052]步骤1、将轻质页岩粉体、粘结剂与水进行混合，得混合料。
[0053]根据本发明一种优选的实施方式，在步骤I中，基于轻质页岩粉体和粘结剂的重量和，水的用量为5?25wt%，优选为10?20wt%，更优选为15wt%。
[0054]其中，水的添加是为了使轻质页岩粉体更好地与粘结剂混合，使粘结剂更好地发挥粘结作用，若水的用量低于5wt%，则起不到作用，轻质页岩粉体与粘结剂混合不好，若水的用量高于25wt%，则使体系变稀，不利于后期的成形造粒，并且，水太多造出来的粒会有结构缺陷，例如质量不均一含有孔洞，同时，过多的水在造粒过程中也会对影响挤出机的质量，例如腐蚀或锈化。
[0055]步骤2、将混合料加入挤出机中进行挤出造粒，得肥料原粒。
[0056]根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2中，挤出机的进口温度为200?300°C，优选为220?280 °C，更优选为250 °C。
[0057]其中，挤出机的进口温度不能低于200°C，当低于200°C时，轻质页岩粉体与粘结剂并不能达到良好的熔融状态，混合不均匀，得不到均一的产品;挤出机的进口温度也不能高于300°C，当高于300 °C时，由于温度太高，挤出来的粒会直接爆掉，影响其质量，并直接影响到其对土壤的改良程度。
[0058]根据本发明一种优选的实施方式，在步骤2中，挤出机的出口温度为60?80V，优选为65?75 °C，更优选为70 °C。
[0059]其中，若出口温度低于600C，会使材料在挤出的时候骤冷，影响其内部性能；若温度高于80°C，由于温度太高，挤出来的粒还是处于类熔融状态或粘性状态，不能形成明显的分离的粒。
[0060]步骤3、对肥料原粒进行后处理，得绿色肥料。
[0061]根据本发明一种优选的实施方式，在步骤3中，所述后处理依次包括干燥、冷却和筛分。
[0062]在进一步优选的实施方式中，所述干燥为自然晾干、烘箱烘干或冷冻干燥;所述冷却为室温冷却或低温冷却。
[0063]在更进一步优选的实施方式中，所述烘干的温度为40?80°C，优选为60°C;所述冷却为室温冷却。
[0064]其中，所述室温为10?30°C，所述低温为5°C左右。
[0065]根据本发明一种优选的实施方式，在步骤3中，所述绿色肥料的粒径为I?5mm，优选为2?4mm，更优选为3mm。
[0066]本发明所提供的绿色肥料用作底肥，其适用范围广，可用于水稻、小麦、玉米、大豆或其它农作物。并且由所述绿色肥料种植的蔬菜或农作物，例如大米和韭菜，能够达到绿色食品蔬菜标准的AA级。
[0067]本发明所具有的有益效果包括:
[0068](I)本发明所提供绿色肥料为农作物提供养分，助其挺拔生长；
[0069](2)本发明所提供绿色肥料具有明显的增产效果，所得农作物挺拔、对病虫具有抵抗性；
[0070](3)本发明所提供绿色肥料能够吸附土壤中的重金属，保证粮食安全，同时，能够活化疏松土壤，改善土壤板结；
[0071](4)本发明所提供绿色肥料适用范围广，可用于几乎所有农作物，且由所述绿色肥料种植的蔬菜或农作物，例如大米和韭菜，能够达到绿色食品蔬菜标准的AA级。；
[0072](5)本发明所提供绿色肥料属于绿色产品，不会对土壤或河流造成污染；
[0073](6)本发明所提供绿色肥料原料易得，成本低廉，制备方法简单，易于大规模生产应用。
[0074]实施例
[0075]以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。
[0076]其中，所用轻质页岩蛋白粉体的选自内蒙古莫旗额尔和乡境内的蛋白页岩矿。
[0077]实施例1
[0078]将750kg轻质页岩粉体、250kg高岭土和250kg水混合均匀，得混合料。
[0079]将上述混合料加入挤出机进行挤出造粒，得肥料原粒，其中，挤出机的进口温度为200°C，出口温度为60°C。
[0080]将得到的肥料原粒依次于400C干燥、于5 °C下冷却，然后过筛，得绿色肥料。
[0081]其中，所得绿色肥料表面光滑、质地均匀，其平均粒径为3mm。
[0082]实施例2
[0083]将800kg轻质页岩粉体、200kg硅藻土和200kg水混合均匀，得混合料。
[0084]将上述混合料加入挤出机进行挤出造粒，得肥料原粒，其中，挤出机的进口温度为220°C，出口温度为65°C。
[0085]将得到的肥料原粒依次于500C干燥、于5 °C下冷却，然后过筛，得绿色肥料。
[0086]其中，所得绿色肥料表面光滑、质地均匀，其平均粒径为2mm。
[0087]实施例3
[0088]将850kg轻质页岩粉体、150kg膨润土和150kg水混合均勾，得混合料。
[0089]将上述混合料加入挤出机进行挤出造粒，得肥料原粒，其中，挤出机的进口温度为250°C，出口温度为70°C。
[0090]将得到的肥料原粒依次于60°C干燥、于室温下冷却，然后过筛，得绿色肥料。
[0091 ]所得绿色肥料表面光滑、质地均匀，其平均粒径为4mm。
[0092]实施例4
[0093]将900kg轻质页岩粉体、10kg羊甘土和10kg水混合均勾，得混合料。
[0094]将上述混合料加入挤出机进行挤出造粒，得肥料原粒，其中，挤出机的进口温度为280°C，出口温度为75°C。
[0095]将得到的肥料原粒依次于70°C干燥、于室温下冷却，然后过筛，得绿色肥料。
[0096]所得绿色肥料表面光滑、质地均匀，其平均粒径为2.5mm。
[0097]实施例5
[0098]将950kg轻质页岩粉体、50kg娃藻土和50kg水混合均勾，得混合料。
[0099]将上述混合料加入挤出机进行挤出造粒，得肥料原粒，其中，挤出机的进口温度为300°C，出口温度为80°C。
[0100]将得到的肥料原粒依次于80°C干燥、于室温下冷却，然后过筛，得绿色肥料。
[0101 ]所得绿色肥料表面光滑、质地均匀，其平均粒径为3.5mm。
[0102]对比例I
[0103]重复实施例3制备过程，其中，轻质页岩粉体与膨润土的各为500kg，其余条件均不变。
[0104]所得绿色肥料粒径偏大。
[0105]对比例2
[0106]重复实施例3制备过程，其中，挤出机的进口温度为140°C，出口温度为50°C。
[0107]所得绿色肥料的表面粗糙，质地不均匀，若将其切开，内部含有类似于未完全熔融的部分。
[0108]对比例3
[0109]重复实施例3制备过程，其中，挤出机的进口温度为400°C，出口温度120°C。
[0110]所得绿色肥料表面粗糙、有裂纹，甚至在出口处直接爆出颗粒。
[0111]试验例
[0112]试验例I
[0113]选取90亩稻田作为试验田，以30亩为一组将其分成三组，对这90亩试验田实施同样的管理方法，并且其日照、气温和灌溉量等均相同。区别在于第一组未使用任何肥料，第二组使用常规肥料，第三组使用实施例3所制得的绿色肥料。其中，第二组与第三组的肥料用量相同，均为40kg/亩。经过观察发现:
[0114](I)第二组的长势优于第一组，第三组的长势优于第二组，说明，采用本发明的绿色肥料的稻田长势最好；
[0115](2)经过计算，第三组的产率明显高于第一组和第二组。说明，本发明所提供的绿色肥料具有明显的增产效果。
[0116]同时，经过检测，由第三组稻田生产的大米达到了绿色食品蔬菜标准的AA级，说明，使用本发明所述绿色肥料能够得到绿色无害产品。
[0117]试验例2
[0118]选取50亩稻田作为试验田，对这50亩试验田实施同样的管理方法，并且其日照、气温和灌溉量等均相同。区别在于，其中25亩为第四组，其使用常规肥料，且用量为40kg/亩；剩下的25亩为第五组，其使用本发明所述的绿色肥料，且用量为20kg/亩。经过观察，第五组与第四组的长势差不多，并且，经过计算，第五组的产率与第四组的产率相差不多，说明，在达到同等农产品产量的情况下，大大减少了肥料的使用量。
[0119]上结合【具体实施方式】和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种绿色肥料，其特征在于，所述绿色肥料由包括以下重量百分含量组分的原料制成: 轻质页岩粉体75?95wt%， 粘结剂5?25wt%。2.根据权利要求1所述的绿色肥料，其特征在于，所述绿色肥料由包括以下重量百分含量组分的原料制成: 轻质页岩粉体80?90wt%， 粘结剂10?20wt%， 优选地: 轻质页岩粉体85wt%， 粘结剂15wt%。3.根据权利要求1或2所述的绿色肥料，其特征在于， 所述轻质页岩粉体的内部具有毛孔状微孔间隙，所述微孔的孔径为5?20nm;和/或 所述轻质页岩粉体的粒径为50?2000目，优选为100?1000目，更优选为200?500目。4.根据权利要求1至3之一所述的绿色肥料，其特征在于，所述粘结剂选自含氧化铝成分的娃招酸盐或矿土，优选选自膨润土、娃藻土、凹凸棒土、高岭土和羊甘土中的一种或几种，更优选为膨润土。5.根据权利要求1至4之一所述的绿色肥料，其特征在于，所述绿色肥料由包含以下步骤的方法制得: 步骤1、将轻质页岩粉体、粘结剂与水进行混合，得混合料； 步骤2、将混合料加入挤出机中进行挤出造粒，得肥料原粒； 步骤3、对肥料原粒进行后处理，得绿色肥料。6.根据权利要求1至5之一所述的绿色肥料，其特征在于，在步骤I中，基于轻质页岩粉体和粘结剂的重量和，水的用量为5?25wt%，优选为10?20wt%，更优选为15wt%。7.根据权利要求1至6之一所述的绿色肥料，其特征在于，在步骤2中，挤出机的进口温度为200?300 °C，优选为220?280 °C，更优选为250 °C。8.根据权利要求1至7之一所述的绿色肥料，其特征在于，挤出机的出口温度为60?800C，优选为65?75°C，更优选为70°C。9.根据权利要求1至8之一所述的绿色肥料，其特征在于，在步骤3中， 所述后处理依次包括干燥、冷却和筛分;和/或 所述绿色肥料的粒径为2?4mm。10.根据权利要求1至9之一所述的绿色肥料，其特征在于，所述干燥为自然晾干、烘箱烘干或冷冻干燥，优选为烘箱烘干，其中，所述烘干的温度为40?80°C，优选为60°C。
【文档编号】C05G3/04GK105948974SQ201610268567
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】陈书仁
【申请人】陈书仁, 陈伟丽, 陈丽利, 陈春雷