专利名称：基于金伯利岩的植物养分及其制备的制作方法
技术领域：
一般地，本发明涉及材料科学领域。特别地，本发明涉及从金伯利岩制备肥料。本发明还涉及从应用于农业领域的金伯利岩制备肥料产品的方法。此外，特别地，本发明涉及通过纳米结构的金伯利岩制备新型植物养分。该基于纳米结构的金伯利岩的植物营养组合物对提高农作物产率有显著作用。发明背景和现有技术已知当碳沉积物长时间暴露于高压和高温时形成钻石。地下深处有足够高温和高压的地带使得钻石的形成在热动力学上是可能的。在大陆地壳下，钻石从约90英里深开始出现，在那里压力为约5千兆帕且温度为约2200° F。以“金伯利岩筒”的形式开采钻石。金伯利岩是由石榴石、橄榄石、金云母和具有各种其它微量矿物的辉石组成的超钾质、超铁镁质火成岩。在地壳中以垂直结构发生的金伯利岩称为金伯利岩管。印度是已知最大数量 的原生代金伯利岩族岩石的主岩。需要大量金伯利岩以生产一克拉的钻石。需要数吨以产生一克拉的钻石。全球可得到的大量取出钻石后的金伯利岩而没有任何合适的用途。金伯利岩包含丰富比例的镁、微量金属和硅。因此，本发明目的是发明制备基于金伯利岩的肥料的方法。此外，观察到许多植物养分是已知的，然而很少关注通过纳米结构化植物养分来提高养分吸收能力。纳米科学广泛用于控制氮、耕作学(zeoponics)的释放和用于类似基于沸石的底物的一些材料。随着新兴的纳米肥料作为增强土壤中营养组合物的常规肥料的替代品，可以由此消除了富营养化和饮用水污染。实际上，纳米技术打开了提高养分效益和最小化环境保护成本的新机遇。这有帮于揭示植物根能从矿物的固体相中直接吸收养分离子。本研究进一步旨在制备具有提高农作物产率的用途的基于纳米结构的金伯利岩的植物养分。在本发明中采用取出钻石后的金伯利岩尾矿。发明目的因此，本发明的主要目的是从能用作肥料的金伯利岩发明肥料产品。本发明的另一目的是开发制备基于金伯利岩的肥料产品的方法。本发明的另一目的是发明具有有机性质的基于金伯利岩的产品。本发明的另一目的是提供用于制备有机类金伯利岩产品的必要的方法。本发明的另一目的是提供提高农作物产率的基于纳米结构的金伯利岩的植物营养组合物及其制备方法。发明概述为满足上述目的和其它目的，本发明提供了源自具有作为养分以供给硅、镁、包含或不包含有机物质的微量元素用途的金伯利岩的新型肥料产品，并且范围还涉及设计具有其它肥料和/或植物性养分的各种组合物的产品。具体地，本发明涉及植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至1:10w/v的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至l:10w/v的褐煤与碱金属硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。
附图简述I.
图1-5涉及如下类型的比较FTIR分析，类型I和Ia :金伯利岩固体(实例-10)、类型2和2a :9:3/5%固体(实例_4)、类型3和3a:9:3/K_Si固体(实例_9)、类型4和4a:9:3(3份来自褐煤残留物的碱提取物)、类型5和5a :金伯利岩+K-Si (实例-7)。2.图6-10涉及如下类型的比较XRD分析，类型6:金伯利岩固体(实例-10)、类型7 :9:3/5%固体(实例-4)、类型8 :9:3/K-Si固体(实例_9)、类型9 :9:3 (3份来自褐煤残留物的碱提取物)、类型10 :金伯利岩+K-Si (实例-7)。3.
图11-14涉及如下类型的比较FTIR分析，类型11和Ila:金伯利岩9:3/5%液体(实例-4)、类型12和12a :9:3/K-Si液体(实例-9)、类型13和13a :9:3 (3份源于来自褐煤1:4残留物液体的碱提取物)、类型14和14a :金伯利岩+K-Si/液体(实例-7) (5克与40ml蒸馏水混合的金伯利岩肥料/硅肥料并在3000rpm下将混合物搅拌20-30分钟，并采集产生的溶液(上清液)用于FTIR分析)。 4.
图15显示纳米结构的金伯利岩的扫描电子显微镜法的图像，其中纳米颗粒为75纳米至250纳米。发明详述尽管本发明容许各种修改和替代形式，但其具体方面通过例示性实例中的实例来表明并在下文详细描述。然而，应当理解，其不意图将本发明限制于所公开的特定形式，而相反，本发明涵盖属于由随附的权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改、等同物和替代。在详细描述实施方案之前，可以观察到本发明的新颖性和创造性在于从金伯利岩获得的有效植物养分，由此包含比例为10:1至I: lOw/v的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至l:10w/v的褐煤与碱金属硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。注意到本领域技术人员能受本发明的激发并根据不同的农作物而修改所述养分的应用。然而，应理解这样的修改属于本发明的范围和实质。因此，实例仅示出与理解本发明的方面有关的那些具体细节从而不妨碍对具有本领域技术人员容易理解的对本文的描述有益的细节的公开内容的理解。术语“包含(comprises) ”、“包含(comprising) ”或其任何变型旨在非排他性地包括包含物，使得包含组分列表的装备、装置不仅包含那些组分而且可能包含未明确列举或这类装备或装置固有的其它组分。换言之，植物养分中的一种或多种元素或由“包含…”开始的方法在没有更多限制的情况下不排除组合物或方法中的其它元素或另外元素。下列段落解释本发明相关的包含基于金伯利岩的植物养分的有效植物养分，其中使用碱金属硅酸盐处理所述包含或不含碱溶液的植物养分以用作供给硅、硅、镁、包含或不包含有机物质的微量元素的养分，并且范围还涉及设计具有与其它肥料和/或植物性养分的各种组合物的
女口
广叩o因此，本发明涉及植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至1:10 八的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至I: IOw/V的褐煤与碱性硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。本发明的另一方面，其中植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至1:1(^八的金伯利岩与褐煤的第一组分；包含比例为10:1至l:10w/v的尿素与碱溶液的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。本发明的另一方面，其中植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至1:1(^八的纳米尺寸的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至1:10w/v的褐煤与碱金属硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1 至 1:10。本发明的另一方面，其中植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至1:1(^八的纳米尺寸的金伯利岩与褐煤的第一组分；包含比例为10:1至I: IOw/V的尿素与碱溶液的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。本发明的另一方面涉及制备植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤a)使金伯利岩经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的金伯利岩并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述超微粉碎的金伯利岩以获得第一组分；b)使褐煤经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的褐煤并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述超微粉碎 的褐煤以获得第二组分；C)将10:1至1:10的所述第一组分和所述第二组分连同IOOml至IOOOml的水充分混合并由此获得所述混合物的浆液；d)将由步骤(c)获得的浆液干燥至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。本发明的另一方面，其中制备植物营养组合物的方法包括步骤a)使金伯利岩和褐煤经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的金伯利岩和褐煤，并以10:1至1:10的比例将所述超微粉碎的金伯利岩和褐煤混合以获得第一组分山)使步骤(a)的混合物结合作为第二组分的尿素和碱溶液以获得反应混合物；c)将IOOml至IOOOml的水加入至由步骤(b)获得的所述反应混合物并将10:1至I: lOw/v的所述第一组分和第二组分充分混合，以获得所述混合物的浆液，d)干燥所述由步骤(C)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。本发明的另一方面，其中制备如权利要求3所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤a)使金伯利岩经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的金伯利岩并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述纳米尺寸的金伯利岩以获得第一组分；b)使褐煤经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的褐煤并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述纳米尺寸的褐煤以获得第二组分；c)将所述10:1至1:10的第一组分和第二组分连同IOOml至IOOOml的水充分混合并由此获得所述混合物的浆液，d)干燥所述由步骤(c)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。本发明的另一方面，其中制备如权利要求4所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤a)使金伯利岩和褐煤经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的金伯利岩和褐煤，并以10:1至1:10的比例混合纳米尺寸的金伯利岩和褐煤以获得第一组分；b)使步骤(a)的混合物结合作为第二组分的尿素和碱溶液以获得反应混合物；c)将IOOml至IOOOml的水加入至由步骤(b)获得的所述反应混合物并将所述10:1至l:10w/v的第一组分和第二组分充分混合，以获得所述混合物的浆液，d)干燥由步骤(C)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。本发明的另一方面，其中所述碱金属硅酸盐为硅酸钾或硅酸钠或其混合物。本发明的另一方面，其中基于金伯利岩的植物养分在巴塞尔作为包含或不含其它植物养分的顶肥的用途。
发明的一个方面涉及提供能通过植物根更有效吸收的基于纳米结构的金伯利岩的植物养分。本发明的另一方面，其中以1:3至l:50(w/w)的比例将所述碱(氢氧化钠或氢氧化钾或氨水等)加入至金伯利岩。通过适当研磨来混合碱和金伯利岩的混合物，然后适当加入水以充分混合。将产生的物质与碱金属硅酸盐混合用作肥料。将硝酸或磷酸加入至金伯利岩(5%至50%v/w)并随后进行使用碱(氢氧化钠或氢氧化钾或氨水等)的中和。将金伯利岩与碱金属娃酸盐混合并与其它肥料一起用作填充材料，例如DAP和NPK的其它单一直接和/或复合肥料。以10:1至1:10的比例将褐煤加入至金伯利岩并随后将碱连同比例为10:1至1:10的尿素以1:3至l:50(w/w)的比例加入至褐煤和金伯利岩的混合物。通过适当研磨将所产生的碱、褐煤-金伯利岩和尿素混合物进行混合，然后适当加入水以充分混合。当在各种农作物上测试基于金伯利岩的肥料产品时，产率显著提高。当在农作物上通过这些基于金伯利岩的产物进行硅补充时，其除了产率提高之外还给予抗病性。本发明说明了用于提高各种农作物产率的各种类型的基于金伯利岩的肥料产品的制备。得自本发明的结果涉及提供了使用基于金伯利岩的肥料产品用于有效和经济完
善肥料管理。通过几个实施例说明本发明并且本发明不限于基本方面的各种组合以及可行性。现在详细描述本发明以例示和解释本发明的各种显著性特征。出于本发明的目的，主要在从成吨的金伯利岩去除几克拉的钻石后获得金伯利岩。因此发明者在实验中使用去除钻石后累积的大量金伯利岩作为有用植物养分。实施例1-3为了制备有效的植物营养组合物，加入900克的金伯利岩、100克的褐煤并充分混合。将尿素和KOH加入至上述混合物(如上表中所示)并充分混合。将水加入至混合物并充分混合以获得褐色糊状物。在70° C_90° C下干燥产物以去除水分。将产物粉化以获得所需尺寸的粉末。
表I显示制备植物养分的各种实验尝试的研究，其中加入比例为9:1的金伯利岩与褐煤以及碱性氢氧化物和尿素。
权利要求
1.植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至I:lOw/v的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至1:10w/v的褐煤与碱金属硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。
2.植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至I:lOw/v的金伯利岩与褐煤的第一组分；包含比例为10:1至l:10w/v的尿素与碱溶液的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。
3.植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至I:lOw/v的纳米尺寸的金伯利岩与碱金属硅酸盐的第一组分；和/或包含比例为10:1至1:10w/v的褐煤与碱金属硅酸盐的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。
4.植物营养组合物，其包含包含比例为10:1至I:lOw/v的纳米尺寸的金伯利岩与褐煤的第一组分；包含比例为10:1至l:10w/v的尿素与碱溶液的第二组分；其中按重量计，所述第一组分与所述第二组分的重量比为10:1至1:10。
5.制备如权利要求I所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤 a)使金伯利岩经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的金伯利岩并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述超微粉碎的金伯利岩以获得第一组分； b)使褐煤经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的褐煤并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述超微粉碎的褐煤以获得第二组分； C)将10:1至1:10的所述第一组分和所述第二组分连同IOOml至1000ml的水充分混合并由此获得所述混合物的浆液， d)将由步骤(C)获得的浆液干燥至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。
6.制备如权利要求2所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤 a)使金伯利岩和褐煤经过超微粉碎过程以获得超微粉碎的金伯利岩和褐煤，并以10:1至1:10的比例将所述超微粉碎的金伯利岩和褐煤混合以获得第一组分； b)使步骤(a)的混合物结合作为第二组分的尿素和碱溶液以获得反应混合物； c)将IOOml至1000ml的水加入至由步骤(b)获得的所述反应混合物并将10:1至l10w/v的所述第一组分和第二组分充分混合，以获得所述混合物的浆液， d)干燥所述由步骤(c)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。
7.制备如权利要求3所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤 a)使金伯利岩经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的金伯利岩并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述纳米尺寸的金伯利岩以获得第一组分； b)使褐煤经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的褐煤并以10:1至1:10的比例将碱金属硅酸盐加入至所述纳米尺寸的褐煤以获得第二组分； c)将所述10:1至1:10的第一组分和第二组分连同IOOml至1000ml的水充分混合并由此获得所述混合物的浆液， d)干燥所述由步骤(c)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。
8.制备如权利要求4所述的植物营养组合物的方法，所述方法包括如下步骤 a)使金伯利岩和褐煤经过纳米尺寸处理以获得纳米尺寸的金伯利岩和褐煤，并以10:1至1:10的比例混合纳米尺寸的金伯利岩和褐煤以获得第一组分； b)使步骤(a)的混合物结合作为第二组分的尿素和碱溶液以获得反应混合物；C)将IOOml至1000ml的水加入至由步骤(b)获得的所述反应混合物并将所述10:1至l10w/v的第一组分和第二组分充分混合，以获得所述混合物的浆液， d)干燥由步骤(c)获得的浆液至堆积或粉化过程以获得所述植物营养组合物。
9.如权利要求I至4中任ー权利要求所述的植物养分,其中所述碱金属娃酸盐为娃酸钾或硅酸钠或其混合物。
10.基于金伯利岩的植物养分在巴塞尔作为包含或不含其它植物养分的顶肥的用途。
全文摘要
本发明涉及提供源自用作养分以供给硅、镁、包含或不包含有机物质的微量元素的金伯利岩的新型肥料产品，并且还涉及设计具有与包含或不含纳米结构的其它肥料和/或植物性养分的各种组合物的产品的范围。
文档编号C05D9/02GK102712550SQ201080050020
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者杜加·普拉萨德·杨达巴里 申请人:种子生物科学私人有限公司