一种水溶性硅酸盐缓释肥料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水溶性硅酸盐缓释肥料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：稻壳、20wt%NaOH溶液、凹凸棒粉、泥炭土、硫酸钾、草酸、尿素、硫酸锌、黄腐酸钠、钼酸铵和适量的水；稻壳灰中含有大量的二氧化硅，通过加加入碱溶液加热后得到植物可吸收的硅酸盐成分，硅酸盐有利于植物的发芽，生根，幼苗的生长，提取方法简单可靠，实行简单，然后通过粉碎将稻壳粉碎成一定粒径的颗粒，再进行炭化处理，达到颗粒状类似活性炭吸附原理的炭化产物，由于颗粒上的二氧化硅在反应的过程中有所消耗，所以会留下孔隙，更有利于炭化产物的吸附功能，提高肥料利用率。
【专利说明】
一种水溶性硅酸盐缓释肥料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种水溶性硅酸盐缓释肥料及其制备方法。【背景技术】
[0002]随着经济的发展，化肥在农业上的使用量越来越大。而农作物对化肥的利用率低， N肥的利用率在30~35%，P肥的利用率为10?20%，这样就不可避免的造成化肥的环境污染，另夕卜，使用化肥所带类的土壤结构破坏和土壤肥力下降，以及水体富营养化的问题是不可逆的。
[0003]硅元素是作物生长发育所必须的重要元素之一，人们对硅元素的研究也越来越重视，研究引进证实:硅元素具有增强作物植株茎杆粗壮、抗倒伏、提高抗病性、抗土壤土壤营养性生理胁迫、增加产量等特性。而稻壳在水稻的生长发育过程中从土壤中吸收了大量硅， 其二氧化硅含量可达20%以上之多，在我国，稻壳是一种非常丰富的植物原料，工业采用磷酸法、碱浸提法制备活性炭、硅酸钠均取得了一定的成功。[〇〇〇4]目前已有很多学者就稻壳灰的问题作过深入的研究，根据稻壳焚烧程度的不同， 稻壳灰的成分也不尽相同。稻壳经过完全燃烧后，其中的碳元素以二氧化碳的形式释放出来，其中的硅转变为二氧化硅，所以产生的碳元素没有完全转变为二氧化碳，因此呈黑色颗粒状，综合稻壳灰的研究现状来看，这些研究的切入点为稻壳灰的高硅含量和大比表面积。 利用稻壳灰与烧碱反应制取泡花碱，与硫酸铵反应制取白炭黑，与酸煮沸后合成碳化硅，提取其中的二氧化硅以及利用稻壳灰制取混凝土高活性掺和料等研究便是基于稻壳灰的高硅含量这一特性。
【发明内容】
[0005]为了提高作物种子的发芽率，促进作物幼苗的生长和根系的发育，本发明肥料作为作物种植前施用的一种含有硅酸盐类肥料具备以上所有特点，具体是通过以下方法实现的:一种水溶性硅酸盐缓释肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:稻壳40?45、 20wt%Na0H溶液120?150、凹凸棒粉15?20、泥炭土 30?45、硫酸钾20?26、草酸5?10、尿素20? 25、硫酸锌2?4、黄腐酸钠10?15、钼酸铵3?6和适量的水；一种水溶性硅酸盐缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:(1)对稻壳先进行粉碎，粉碎成10?20目筛的颗粒，放入马弗炉中，密闭条件下加热至温度600?800 °C，持续炭化6?8h得炭化产物；(2)将(1)所述的炭化产物混合20wt%Na0H溶液，放入反应釜中，加热至100?120°C，保温反应4?5h，得富含硅酸盐的炭化产物；(3)混合硫酸钾、草酸、尿素及其它以下未涉及的剩余成分，加入3?5倍其总重量份的水，加热搅拌至完全溶解，然后加入(2)所述的炭化产物，搅拌40?55min进行吸附；(4)混合凹凸棒粉和泥炭土，加入至(3)所述的混合总料中，球磨至匀浆，最后控制水分在40?50%的粘稠糊料，通过喷衆造粒，制成粒径3?5mm的颗粒即可。
[0006]本发明将重点对稻壳灰进行利用，关键在于采用碱溶酸析技术将稻壳灰中的非晶态硅转化为易溶态的硅酸盐，然后测试不同浓度硅预处理对种子活力，根系吸收能力及幼嫩叶片叶绿素含量的影响，测试最优的硅酸盐溶度。
[0007]稻壳经热解或燃烧以后，所含的硅以Si〇2的形式存在于稻壳灰中，经光谱分析，含硅28%，换算成Si02含量为60%，含碳量为39%，稻壳中的Si02在加温加压条件下能与烧碱溶液反应生成娃酸盐制品:Si02+2Na0H^Na3Si0 2+H2O活性炭是具有发达的孔隙结构，有很大的比表面积和吸附能力的炭，稻壳灰也就是稻壳经过炭化以后的产物，含碳量提高至90%以上，碳质疏松多孔，是制造活性炭的优良材料。 本发明先是将稻壳干燥粉碎，得到一定粒径的稻壳颗粒，然后整体放入高温的马弗炉内，调整温度进行炭化，得具有一定吸附能力的活性炭结构物质，然后再加入质量分数为20%的 NaOH溶液，在一定的温度条件下反应一定的时间得到含有一定硅酸盐含量的稻壳灰产品， 同时，稻壳灰中还具有很多的颗粒状活性炭颗粒，具有一定的吸附改性作用，作为肥料的添加料，给予肥料多样化无线的可能性。
[0008]由于马弗炉的高温炭化制备活性炭颗粒的过程，在密闭隔绝氧气的条件下进行， 在随后与烧碱溶液的反应过程中又消耗了一定的Si02,在消耗Si02的过程中又在颗粒上留下孔隙，增加了颗粒的比表面积和空间结构，更加有利于吸附过程，通过反复的试验证明: NaOH溶液与稻壳灰物料比为3:1，反应时间4h左右，反应温度为100 °C时，得到硅酸盐的最优溶出率达到90.47%。
[0009]本发明的有益效果:稻壳灰中含有大量的二氧化硅，通过加加入碱溶液加热后得到植物可吸收的硅酸盐成分，硅酸盐有利于植物的发芽，生根，幼苗的生长，提取方法简单可靠，实行简单，然后通过粉碎将稻壳粉碎成一定粒径的颗粒，再进行炭化处理，达到颗粒状类似活性炭吸附原理的炭化产物，由于颗粒上的二氧化硅在反应的过程中有所消耗，所以会留下孔隙，更有利于炭化产物的吸附功能，提高肥料利用率。【具体实施方式】
[0010]实施例1:一种水溶性硅酸盐缓释肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:稻壳40、 20wt%Na0H溶液120、凹凸棒粉16、泥炭土 45、硫酸钾20、草酸6、尿素25、硫酸锌4、黄腐酸钠 10、钼酸铵5和适量的水；一种水溶性硅酸盐缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:(1)对稻壳先进行粉碎，粉碎成10?20目筛的颗粒，放入马弗炉中，密闭条件下加热至温度600?800 °C，持续炭化6?8h得炭化产物；(2)将(1)所述的炭化产物混合20wt%Na0H溶液，放入反应釜中，加热至100?120°C，保温反应4?5h，得富含硅酸盐的炭化产物；(3)混合硫酸钾、草酸、尿素及其它以下未涉及的剩余成分，加入3?5倍其总重量份的水，加热搅拌至完全溶解，然后加入(2)所述的炭化产物，搅拌40~55min进行吸附；(4)混合凹凸棒粉和泥炭土，加入至(3)所述的混合总料中，球磨至匀浆，最后控制水分在40?50%的粘稠糊料，通过喷衆造粒，制成粒径3?5mm的颗粒即可。
【主权项】
1.一种水溶性硅酸盐缓释肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:稻壳40?45、 20wt%Na0H溶液120?150、凹凸棒粉15?20、泥炭土 30?45、硫酸钾20?26、草酸5?10、尿素20? 25、硫酸锌2?4、黄腐酸钠10?15、钼酸铵3~6和适量的水。2.根据权利要求1所述一种水溶性硅酸盐缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下 几个步骤:(1)对稻壳先进行粉碎，粉碎成10?20目筛的颗粒，放入马弗炉中，密闭条件下加热至温 度600?800 °C，持续炭化6?8h得炭化产物；(2)将(1)所述的炭化产物混合20wt%Na0H溶液，放入反应釜中，加热至100?120°C，保温 反应4?5h，得富含硅酸盐的炭化产物；(3)混合硫酸钾、草酸、尿素及其它以下未涉及的剩余成分，加入3?5倍其总重量份的 水，加热搅拌至完全溶解，然后加入(2)所述的炭化产物，搅拌40~55min进行吸附；(4)混合凹凸棒粉和泥炭土，加入至(3)所述的混合总料中，球磨至匀浆，最后控制水分 在40?50%的粘稠糊料，通过喷衆造粒，制成粒径3?5mm的颗粒即可。
【文档编号】C05G1/00GK105967791SQ201610213899
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】盛茂陆
【申请人】铜陵家宴生态农业发展有限公司