专利名称：磁、气肥的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁、气肥的制作方法。
磁性肥料经磁场处理后的粉煤灰作为土壤磁性改良剂施入土中，可改善土壤的物理性质和土壤结构，改善土壤通风透气性。同时，可改变土壤的氧化还原状态与PH值，加快土壤中氧化还原过程，促进农作物呼吸、代谢过程与营养元素的形态转化，还可降低土壤水解性酸，提高PH值。选择适当的磁场磁化，在磁性颗粒周围造成强磁性区域，可以引起土壤中及植物根系周围发生一系列磁化学反应与磁生物反应，从而增强植物对水分、养分的吸收能力，因而能促进农作物的增产。
磁效应农业应用，是近四十年的事，至80年代初，前苏联、捷克等国报道了应用磁化粉煤灰、铁粉等作土壤改良剂的经验，我国也开展了有关研究。90年代始，磁性肥料(磁化粉煤灰)开始进入市场，相继研制生产了磁化肥、有机—无机复合化肥、磁混肥等数十个产品。
现磁性肥料的应用效果与存在问题历年来，进行了磁性肥料应用效果实验，基本肯定了磁性肥料改善土壤生态环境，促进农作物生长，增加产量，改善品质的良好作用。
1.磁性肥料对粮食作物、经济作物、蔬菜、果树都有明显地增产效果，一般增产10-15％，总的趋势是水田比旱田好，粘性土的效果比砂性土的效果好，酸性土比碱性土的效果好；2.降低土壤容重，改善土壤微团粒结构，提高土壤透水性，增强土壤抗旱、抗涝能力，还可提高土壤地温；3.降低土壤的酸度，促进土壤养分转化；4.促进土壤的生物活性；5.促进种子发芽与生长、抗倒，改善农作物品质；
其存在的问题是1.施量大，亩用量达300-500公斤，运输费用大，施肥劳动量大，难于推广；2.粉煤灰的成分由煤质决定，含有多种元素，特别是一些有害元素逐年积累，造成新的污染，使土壤退化。
气体肥料气肥增施原理二氧化碳(CO2)是无色无味无毒的气体，在空气中的含量为0.03-0.04％(即300-400ppm)。植物在光合作用中，叶片内的叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水化合为糖、淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素等有机物质，再输送给叶、花、果实、根、茎等各器官。在植物排除水分所剩余的干物质中，90％以上来自于光合作用，而从土壤中所吸收的氮、磷、钾等矿物质元素不到5％。通常植物每形成1克干物质，就需要吸收1.6克左右的二氧化碳，约为所吸收矿物质元素的40倍。因此，二氧化碳被称为“植物的粮食”。
在大自然中，空气中的二氧化碳可源源不断地供应植物生长的需要，但在封闭的温室、大棚等保护地内，蔬菜、水果、花卉等作物在光照下不断地从有限的空气中吸收二氧化碳，大气中的二氧化碳又不能及时补充，造成温室内二氧化碳浓度的降低(约100ppm左右)，使作物经常处于二氧化碳饥饿状态，而不能满足正常生长发育的需要，这是限制温室作物产量和质量提高的重要原因。
不同作物吸收二氧化碳的能力是不同的，最合适蔬菜生长的二氧化碳浓度在晴天时约为1000-2000ppm，阴天时约为500-1000ppm。远高于大气中的二氧化碳浓度。作物光合作用强度在一定范围内随二氧化碳浓度的提高而直线上升。因此，在一定限度内增加温室内二氧化碳浓度，可以使作物健康发育，增强抗病能力，提前与延长收获期，大幅度提高产量，并增加营养成分，改善果实的外观，这一技术被称为“气肥增施”或“二氧化碳施肥”。在荷兰、日本、英美等国的温室生产中已得到普遍应用，目前在一些国家的温室生产中普及率已到达60％以上。
80年代后期，随着日光温室、塑料大棚等保护地技术在我国农村迅速普及，其封闭空间为增施气肥提供了可能性，而且保护地内因封闭而使二氧化碳严重亏缺(只有100PPM左右，为大气中的1/3-1/4)，限制了温室作物的正常生长，更不利作物产量的提高与品质的改善。要进一步大幅度提高温室的生产能力，就必须采取增施气肥的措施，促使开展如何取得物美价廉、又适合温室施用的二氧化碳气源的研究与温室气肥施用技术及应用效果研究。目前，温室(含大棚)的施气主要有以下来源一是钢瓶二氧化碳作为气源；二是二氧化碳化学发生器，即用硫酸氢铵二氧化碳增施法；三是现已提供的神气号气肥机。
气肥应用效果简介目前气肥对多种温室蔬菜、水果、花卉的实际使用，都取得了良好的效果，主要有如下几方面1.叶厚度、叶面积、叶片数、叶色等方面有明显的优势；2.增强抗病能力增施气肥的作物可明显降低白粉病、霜霉病等病害的发病率，可减少农药施用50％左右，这对发展无公害绿色食品，降低生产成本都有积极作用；3.提前成熟增施气肥的作物通常可提前7天左右采摘上市；4.改善营养成分、增施气肥的蔬菜、其维生素、糖份、干物重等均有明显提高，口感和外观均明显优于一般蔬菜；5.延长收获期如黄瓜等作物，可推迟拉秧近一个月时间；6.大幅度增产增收，增产幅度通常在30％以上，部分可成倍增产。
据不完全统计，我国现有温室、大棚面积达1000万亩以上，且仍在不断扩大，但气肥的应用却处于刚刚起步阶段，正如上面所介绍，气肥对于大棚作物生长具有一系列的优点。随着适合农民的制气产品的投入，将会大幅度提高我国温室蔬菜、花卉等的单产与总产量，改善质量，提高广大菜农、花农的劳动生产率与经济收入，对稳定与降低蔬菜价格，提高蔬菜质量，为人民提供无公害的绿色食品均将起到积极的作用。
肥料是农作物增产的重要措施，我国化肥的使用量居世界第一，生产量居世界第二，在2000年前后，我国化肥需求量约在4000-4200万吨，要解决化肥缺口途径有二，其一继续扩大进口或新建厂，目前我国财力难以实现。其二，就是开辟新肥源和提高化肥利用率。新的磁性肥料的开辟了新肥源，又提高化肥的利用率。初步研究表明，磁性肥料的磁、肥效应可以减少常规化肥用量，而收到同样的产量又能降低环境污染污染程度。
以上所述的“磁性肥料”与“气体肥料”是两个完全不同的概念，在农业部门作为两类不同专业的论证研究、不同途径产业化。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用原生岩石矿物(菱铁矿)，经特殊处理后制成高磁化强度的磁性肥料，与此同时，又产生二氧化碳气体肥料的方法。
本发明是这样实现的，本发明基于对菱铁矿在热处理过程中所发生的矿物变化和磁性变化的特性衍生发展而来的，其特征在于采用原生菱铁矿的矿石作原料，经富选、破碎、碾磨和在专门的装置上热处理，在热处理过程时分离出气肥，直接施入温室或大棚，热处理后的固体物质作为磁肥经充磁处理，可直接或与氮、磷、钾肥及微量元素作适当的配比后施于土中。
本发明与已有技术相比，其优点在于1.本发明在制作的过程，生产磁肥的同时产生相应的二氧化碳气体，可同时供应大栅对二氧化碳的需求，而已有技术均为单一生产磁肥或气肥；2.本发明的磁肥具强磁性，其剩余磁化强度比磁化粉煤灰高1-2个数量级以上，即同样面积的耕地用肥量只有磁化粉煤灰的10％以下，大大降低了运输与劳力；3.本发明的磁肥具气孔，在电子显微镜下观测到该磁性颗粒中均匀分布大量气孔，使其透气性、透水性增大；4.本发明磁肥的颗粒度可以根据土壤特征作一定范围的变化，如对粘质可以制作比较大的颗粒，而对于沙质的可制作细颗粒，更好地改善土壤；5.本发明的磁肥无污染物质，更好保护环境。施入土壤后，经氧化作用还能放出热量，且能转化成为土壤成分；
6.本发明的原材料丰富，成本低。
本发明采用原生菱铁矿的矿石作原料，经富选、破碎、碾磨和在专门的装置上热处理，在热处理过程时分离出气肥(CO2)，直接施入温室或大棚。热处理后的矿物产生一定的磁性，作为磁肥，还需经充磁处理以增高磁性，可直接或与氮、磷、钾肥及微量元素作适当的配比后施于土中。
菱铁矿的成份主要是碳酸铁FeCO3(占95％以上)，在一定的温度下，碳酸铁变成不同结构的三氧化二铁Fe2O3，并释放出二氧化碳(CO2)。不同结构的Fe2O3，主要是Υ-Fe2O3和α-Fe2O3，Υ-Fe2O3具有强的磁性，而α-Fe2O3的磁性弱，用作磁肥主要是Υ-Fe2O3。
本发明首先进行选取菱铁矿富矿，将矿石破碎、碾磨成不同的粒度(0.05-2mm，视栽培作物的土壤粒度而定)，然后将粉碎后的矿石置于专用的装置中进行热处理，其热处理温度为470-570℃，热处理恒温时间为20-60分钟。对于菱铁矿而言，每1000克矿石约能释放出二氧化碳340克，同时可制成高效磁肥约660克。
具体实施例方式实施例1的热处理温度为460-480℃，此时CO2开始发生，产生少量的磁性物四氧化三铁Fe3O4；实施例2的热处理温度为490-510℃，此时CO2不断增加，磁性物亦在增加，主要仍为Fe3O4；实施例3的热处理温度为520-540℃，此时CO2大量增加，磁性物大量增加，主要为Fe3O4+Υ-Fe2O3，反应仍不完全；实施例4的热处理温度为520-540℃，并保持该温度至30-50分钟，CO2全部释放，矿石全部形成Υ-Fe2O3的磁性物，本实施例为本发明的最佳实施例；实施例5的热处理温度为560-570℃，此时Υ-Fe2O3减少，而出现α-Fe2O3，并逐渐增加，使磁性降低。
本发明所述的经热处理的磁肥进行充磁的磁强度较作现有磁肥的粉煤灰充磁强度高1-2个量级，使每亩施肥量在为减少。
本发明所述的热处理装置为一电加热的高温炉。该热处理装置直接安装在每个温室中，所产生的二氧化碳经处理装置的出气孔直接或通过专用管道释放至温室中。
本发明所用的原料为菱铁矿，而我国菱铁矿的资源十分丰富，目前已探明储量已近20亿吨，另有保有储量亦有此数且分布极为广泛，特别是西部，如新疆、青海、甘肃、陕西和云南等省的菱铁矿储量均超过亿吨，已被利用的仅10％，故原料来源是极为丰富的，特别对开发大西部是极有利的。
本发明所提供的气肥，是采用专用的热处理装置通过该装置的排气管道直接在温室(或大棚)保护地施用。热处理装置的容量大小可按温室的面积大小设计制作，一般可采用容量为3-15公斤(原料)的装置，5公斤级可产生二氧化碳约1.7公斤。若每平方米温室每天施50克二氧化碳，则5公斤级的装置可供300平方米的温室。至于同时制成的磁肥，既可直接施入土壤中，亦可与氮、磷、钾肥以适当的比例配制施用。
权利要求
1.一种磁、气肥的制作方法，其特征在于采用主要含铁、碳和氧的原生矿石作原料，经富选、破碎、碾磨并在专门的装置上热处理，在热处理过程时分离出二氧化碳气肥，直接施入温室或大棚，热处理后的固体物质作为磁肥经充磁处理，可直接或与氮、磷、钾肥及微量元素作适当的配比后施于土中。
2.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的原生矿石为菱铁矿矿石，菱铁矿矿石破碎和碾磨成的粒度为0.05-2mm。
3.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理温度为470-570℃。
4.根据权利要求1或3所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理温度为510-550℃。
5.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理恒温时间为20-60分钟。
6.根据权利要求1或5所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理恒温时间为30-50分钟。
7.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的经热处理的磁肥进行充磁的磁强度较作磁肥的粉煤灰充磁强度强度高1-2个量级。
8.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理装置直接安装在每个温室中，所产生的二氧化碳经处理装置的出气孔直接或通过专用管道释放至温室中。
9.根据权利要求1所述的磁、气肥的制作方法，其特征在于所述的热处理装置为一电加热的高温炉，其容量为3-15公斤。
全文摘要
本发明涉及一种磁、气肥的制作方法,采用原生菱铁矿的矿石作原料,经富选、破碎、碾磨和在专门的装置上热处理,在热处理过程时分离出气肥,直接施入温室或大棚,热处理后的固体物质作为磁肥经充磁处理,可直接或与氮、磷、钾肥及微量元素作适当的配比后施于土中。本发明在生产磁肥的同时产生温室需要的二氧化碳气体,磁肥磁性强,用肥量少,降低了运输与劳力。本发明的磁肥无污染物质,更好保护环境。本发明的原材料丰富,成本低。
文档编号C05D7/00GK1264689SQ00103000
公开日2000年8月30日 申请日期2000年3月15日 优先权日2000年3月15日
发明者周烑秀, 潘永信 申请人:周烑秀