一种生物营养强化肥料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于肥料制备领域，尤其是一种制备能实现补充土壤和农作物必需微量元素的含有PAL材料的生物营养强化肥料的方法。
【背景技术】
[0002]生物营养强化是指在植物生长过程中进行营养和健康促进因子等人体必需微量元素的强化过程，是农业和营养部门对付营养失衡问题的首选技术手段。生物营养强化技术是一种新兴的、有前景的理论方法，通过这种方法可以实现农产品定量富含某些营养素或功能性物质，达到营养化和功能化的目的。
[0003]土壤中微量元素分布不均以及作物的吸收低下所引起的健康问题已经成为现代社会主要的公共健康问题。通过施肥进行农产品的生物营养强化，可以在不改变农作物基因组成的情况下，增加农作物的营养水平，以平衡土壤必需微量元素的缺失。
[0004]必需微量元素营养的失衡，已成为全球性的健康危机。一些国家和地区实施了在饮食中进行微量元素添加和营养强化的手段。然而，采取什么方式可以最有效且可持续地控制微量元素缺乏，这是国际社会长期探索的问题。科学研究和实践经验显示，食物强化是一种解决广泛性必需微量元素缺乏问题最经济、有效和可持续的方法。因为，食物强化具有成本低廉、工艺简单、不需要改变人们的饮食习惯、能覆盖广大人群等优点。
[0005]农产品是日常食物和营养的主要来源，但农业部并没有把维护人类健康作为目标，而卫生部也没有将农业作为一个对抗营养失衡相关疾病的有力工具，从而使当前的农业技术和农业政策成为农产品必需微量元素失衡的根本原因之一。因此，食物强化的根本途径，在于农产品的必需微量元素的强化。农产品的营养强化对增加当前尚缺乏的必需微量元素(如碘、砸、锌、铁等)的生物有效性和提高农作物与土壤的营养具有非常重要的作用，对必需微量元素在提高食品质量、改善人体健康等方面也具有非常重要的意义。
[0006]随着人类健康水平要求的日益提高和回归自然理念的增强，对绿色产品和友好环境的需求愈益迫切，追求农产品的安全、优质和农业环境的健康已成为亟待解决的科学问题。减少化肥的施量、提高化肥利用率、加强农业环境保护和注重受损环境的修复已成为国际社会共同关注的焦点问题。解决的有效途径是通过研制生产新一代肥料来实现这一重要目标。因而现代肥料科学的重要任务表现为研发新的肥料品种和寻求新的辅材，在发挥肥料功能的同时，最大程度地使生态环境免受损伤和破坏。新一代肥料应该承担起现代肥料科学所赋予的保护生态环境的重要任务；体现环境友好的现代肥料科学的发展方向；符合肥料复合高效的现代肥料产业发展的态势；拓展微量元素及高营养组分在现代肥料中的应用领域。天然生态PAL材料具备完成上述重大任务的基质和特征。
[0007]PAL材料以其原料坡缕石(palgorskite)的前三个字母命名。PAL材料的结构特征、功能特征和富含营养微量元素的特征，具备了新一代肥料产业化开发的资源基础。由PAL材料加工制造的PAL生物营养强化肥料在生态农业领域，特别在现代农业发展中有广泛的应用，主要在肥料和土壤调理中发挥功能性作用；可作为控释、缓释肥料、纳米级增效肥料，硅肥及微量元素肥料加工生产的辅料和基料；在粮食作物蛋白质合成、高蛋白牧草增效和农药残留消除等方面发挥功能性作用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种生物营养强化肥料的制备方法。采用该方法制得的生物营养强化肥料，能够提高农产品的产量、增加农产品微量元素的含量、改良土壤营养环境、提高土壤健康水平、满足生态环保的要求。
[0009]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
本发明的生物营养强化肥料的制备方法，主要包括以下步骤:步骤一，将坡缕石原矿材料粉碎得到坡缕石粉体后，加水搅拌使坡缕石粉体和水充分混合，制成含坡缕石的浆体，然后将所述浆体引入固液旋流分离装置进行分离提纯，取溢流口的浆体，进行脱水干燥，制得PAL材料；步骤二，将步骤一制得的PAL材料与氮、磷、钾肥以及有机质混合，经复混一搅拌一造粒一烘焙一冷却一包装，即制得生物营养强化肥料。
[0010]作为本发明进一步的技术方案，所述含有坡缕石的浆体的制备方法为将坡缕石制成粉体后，采用40?200目过筛，然后按照坡缕石的质量百分比为15%?20%加入水，充分搅拌，即制得含坡缕石的浆体。
[0011]作为本发明优选的技术方案，所述含有坡缕石的浆体的制备方法为将坡缕石制成粉体后，采用40?200目过筛，然后按照坡缕石的质量百分比为15%?20%加入水，按照分散剂的质量百分比为3%?8%加入分散剂，充分搅拌，即制得分散性优异的含坡缕石的浆体。优选地，所述分散剂为三磷酸钠或六偏磷酸钠。
[0012]作为本发明更优的技术方案，所述含有坡缕石的浆体的制备方法为将坡缕石制成粉体后，采用150目过筛，然后按照坡缕石的质量百分比为18%加入水，按照分散剂的质量百分比为5%加入分散剂，充分搅拌，即制得分散性优异的含坡缕石的浆体。
[0013]作为本发明进一步的改进，所述固液旋流分离装置的旋转速度控制在2500r/min?3000r/min,制得的PAL材料粒径为0.1?3.0 μ m。
[0014]进一步地，利用所述固液旋流分离装置进行二级或多级分离提纯。
[0015]作为本发明进一步的改进，在所述步骤二中，PAL材料与氮、磷、钾肥以及有机质的重量配比为:PAL材料55%?76%，氮、磷、钾肥4%?10%，有机质20%?35%。
[0016]作为本发明优选的技术方案，所述PAL材料与氮、磷、钾肥以及有机质的重量配比为:PAL材料63%?70%，氮、磷、钾肥5%?8%，有机质22%?30%。
[0017]作为本发明最优的技术方案，所述PAL材料与氮、磷、钾肥以及有机质的重量配比为:PAL材料68.5%，氮、磷、钾肥6%，有机质25.5%。优选地，所述氮、磷、钾肥为常见的复合肥，所述有机质为草炭、动物排泄物、生活垃圾中的有机物质、农林业废弃物、餐饮垃圾的至少一种。
[0018]有益效果:采用本发明的制备方法制得的生物营养强化肥料，能够提高农产品的产量、增加农产品微量元素的含量、改良土壤营养环境、提高土壤健康水平、满足生态环保的要求。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的生物营养强化肥料的制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0020]现结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0021 ] 如图1所示，本发明中所采用的PAL材料的制备工艺主要包括如下步骤，将坡缕石原矿材料粉碎得到坡缕石粉体后，加水搅拌使坡缕石粉体和水充分混合，制成含坡缕石的浆体，然后将所述浆体引入固液旋流分离装置进行分离提纯，取溢流口的浆体，进行脱水干燥，即得到本发明所使用的PAL材料。
[0022]更详细地，首先将坡缕石制成粉体后，采用40?200目过筛，然后按照坡缕石的质量百分比为15%?20%加入水，充分搅拌，即制得含坡缕石的浆体。为了增加坡缕石在水中的分散性，可在加水时即加入质量百分比为3%?8%的分散剂，充分搅拌，制得分散性更好的含坡缕石的浆体。所述分散剂可以为三磷酸钠或六偏磷酸钠等。优选地，首先将坡缕石制成粉体后，采用150目过筛，然后按照坡缕石的质量百分比为18%加入水，按照分散剂的质量百分比为5%加入分散剂，充分搅拌，制得含坡缕石的浆体。
[0023]将所述固液旋流分离装置的旋转速度控制在2500r/min?3000r/min对含坡缕石的浆体进行分离提纯，必要时可进行二级或多级分离提纯，从而使制得的PAL材料颗粒粒径为0.1 μ m?3.0 μ m，提纯率达到90% — 97%。其中平均粒径为2.69 μ m的PAL材料，颗粒产率达到97%，平均粒径为0.81 μ m的PAL材料，颗粒产率达到50%，平均粒径为0.10 μ m的PAL材料，颗粒产率达到20%，最大粒径为3.0 μ m。
[0024]所述固液旋流分离装置的主要部件为一圆锥形转鼓，由内向外直径增大，坡度(半锥角)为3°?5。，转鼓借锥形底盘固定在中心轴上并由电动机带动旋转。上给料嘴和下给料嘴伸入转鼓内，含坡缕石的浆体由给料嘴喷入，顺切线方向附着在转鼓壁上，随着转鼓旋转的同时，沿鼓壁的斜面流动，形成在空间的螺旋形运动轨迹。此时，含坡缕石的浆流为一弱紊流膜，当离心力大小适当量，可形成足够的流变层厚度和合适的速度梯度，坡缕石原矿粉体颗粒在流变层内发生有效分层，物料粒群借助切变运动产生的层间斥力松散，轻、重物料依自身的局部压强不同相对转移，重物料转入底层，进入底层的重物料即附着在鼓壁上较少移动，轻物料进入上层。轻物料则在选定转动速度作用下悬浮，其浆体流通过转鼓与底盘之间的缝隙随较高的轴向流速排出，当重物料浸到一定厚度时，停止给料，由冲料嘴给入高压水，冲洗沉积的重物料，实现重、轻物料分离。高速离心提纯设备属间歇性装置，其中，给料、冲洗水注入和重、轻物料排出过程是自动运行的。
[0025]经分离提纯的含坡缕石的浆体，仍为高含水的厚浆状(含水量仍大于50%)，并具蚀变性和热敏化，因而呈高度分散状态，通过一种超细粉的干燥装置，在干燥介质(热风)的机械分散力作用下，使物料形成颗粒状流态化，瞬间完成热值交换，并防止二次团聚的倾向，使物料复原到原本的粒子尺寸，可能的团聚还可被解聚，水分快速脱除(含水量降至5%)，并达到“迅即”细化，同时实现了浆体的脱水干燥，得到PAL材料。
[0026]将上述制备的PAL材料与氮、磷、钾肥以及有机质混合，经复混一搅拌一造粒一烘焙一冷却一包装，即制得生物营养强化肥料。
[0027]为了保证本发明的生物营养强化肥料的生物利用度，必须精