專利名稱：一種利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種土壤調理劑的生產方法，尤其是涉及一種用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法。
背景技術：
植物生長主要需16種必需的營養元素，就重要性來說，其中鉀元素屬于第三位。 在我國農業施肥中，氮、磷、鉀比例長期失調，低于合理的水平，尤其是鉀肥的比例失調更為嚴重。我國是可溶性鉀資源極為短缺的國家，青海鉀鹽儲量1.16億噸(KCl計)，富鉀鹵水礦層KCl平均品位1. 29% ；新疆羅布泊鉀鹽儲量2. 5億噸(KCl計)，鹵水KCl平均品位 1. 40%。我國人均可溶性鉀鹽儲量僅為世界水平的1/14 ；遠遠不能滿足農業發展的需要。 而施鉀肥是提高作物品質最重要因素，致使不得不大量進口鉀肥。目前，我國鉀肥對外依存度達到80%以上。因此，尋找可以用于生產鉀肥的鉀資源，探尋新的鉀肥生產方法，以滿足農業生產的需要，對促進農業發展具有重要的現實意義。中國可直接用于生產鉀肥的水溶性鉀礦資源雖然不多，但不溶性鉀資源卻十分豐富，種類繁多。鉀長石就是其中較重要的一種。通常正長石和微斜石都稱為鉀長石，化學式為 K2O .Al2O3 .6Si02，含 Κ2016· 9%,A120318. 4%,Si0264. %。如能將鉀長石資源用于生產鉀肥，就能克服鉀肥生產資源短缺的問題，對中國促進農業增產將產生不可估量的作用。由于鉀長石有很穩定的Si-Al-O結構，化學性質極穩定，除氫氟酸外，常溫常壓下幾乎不被酸、堿所分解，技術開發工作進展緩慢。目前較典型的工藝路線有(1)直接法將鉀長石、石灰石按一定比例磨成粉料，加少量水混勻成球后進行高溫焙燒，利用氧化鈣破壞鉀長石礦物的結構，再磨成粉，即為鉀鈣肥。(2)揮發法將鉀長石與石灰石等其他原料在高溫下煅燒，使鉀揮發逸出，然后加以捕集回收，然后制備含鉀量較高的肥料。( 氟分解法用氟化物或含氟助劑在無機酸介質中，于200°C以下分解鉀長石，過程副產物氟硅酸鉀不溶于水，同時，氟腐蝕比較嚴重。(4)堿分解法在100°C 400°C下用NaOH-Ca(OH)2混合液高壓萃取鉀離子，經進一步加工制取鉀肥。以上幾種方法制備過程中能源消耗較高，尤其是含氟化物用量較高，資源綜合利用不夠理想，不同程度的排放了較多的“三廢”物質，給環境或大氣造成了較大的污染。土壤調理劑是由農用保水劑及富含有機質、腐殖酸的天然泥炭或其他有機物為主要原料，輔以生物活性成分及營養元素組成，經科學工藝加工而成的產品，有極其顯著的 “保水、增肥、透氣”三大土壤調理性能。能夠打破土壤板結、疏松土壤、提高土壤透氣性、降低土壤容重，促進土壤微生物活性、增強土壤肥水滲透力；具有改良土壤，治理荒漠.保水抗旱，增強農作物抗病能力，提高農作物產量，改善農產品品質，恢復農作物原生態等功能， 大幅度提高植樹成活率和農產品產量；改善農林產品品質，恢復農林產品的天然風貌。完全無公害，無污染，無生物激素，不同于國際市場上各種化肥、農藥、葉面肥和生物激素，是世界農林業種植的新型綠色生產資料。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，該方法生產成本低、資源可得到充分利用；同時所得到的長效土壤調理劑，能使物系處于相對穩定的狀態，又能在一定的土壤條件下逐步釋放， 達到緩效的效果。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特點在于該方法包括以下工藝步驟(1)配料鉀長石、石灰石、助劑按10 (5 10) (1 5)的重量份數進行配料；(2)破碎配料破碎至5O 100謹；(3)焙燒破碎后的配料加入至轉窯中進行焙燒；(4)冷卻焙燒后的配料進行冷卻，使其冷卻到100°C左右；(5)磨粉冷卻后的配料粉磨至平均粒徑為0. 5 1. 5mm ；(6)混合磨后的粉料與有機廢棄物按重量比(1 10) (10 1)混合；(7)厭氧發酵混合物料移入一級發酵池，在厭氧菌的作用下進行發酵；(8)好氧發酵厭氧發酵后的產物料移入二級發酵池，在好氧菌的作用下進行好氧二次發酵；(9)脫水好氧發酵后的產物進行部分脫水，即制得長效土壤調理劑成品。本發明中的有機廢棄物為天然泥炭或飼養場的禽畜排泄物。本發明中的配料中的助劑選自石膏、硫酸鎂和硫酸鈉中的一種或幾種。本發明中步驟(3)中轉窯焙燒溫度為1000 1200°C，焙燒時間為10 30分鐘。本發明中步驟(5)中所述配料粉磨至平均粒徑為0. 1mm。本發明中厭氧發酵時間為10 30天，好氧發酵時間為10 30天。本發明中好氧發酵所需熱量是由焙燒配料后冷卻配料產生的熱氣流提供。本發明中利用轉窯焙燒產生的尾氣中熱量對好氧發酵后的產物進行部分脫水。本發明中厭氧發酵產生的沼氣可回收利用。與現有技術相比，本發明具有以下優點1、使用的原料為鉀長石、石灰石、煤炭、飼養場的禽畜排泄物的有機廢棄物、及一些助劑，原料成本比較低，且禽畜排泄物一直是需要處理的，符合國家的產業政策和低耗環保的理念。2、用熱法與生物處理相結合，可合理利用資源和能源，取長補短，熱法使無機礦物的理化特性發生轉變，再利用發酵法的微生物特性使其進一步產生變化。生產出的長效土壤調理劑產品施用在土壤中又會在一個相當長的時間內使養分溶出，以達到速效與緩效結合的作用。3、在生物處理過程中，采用二步發酵的方法，首先采用先厭氧發酵較長周期，再進行好氧發酵的方式，可有效加深反應的程度，促進有機質的熟化、無害化和部分鉀形態的轉變，使產品具有合理的成分比例、提高產品的質量。4、最終產品為含有一定量氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、有機腐殖質的長效土壤調理劑，可有效改良土壤，并在較長時間內提供作物營養成分。產品可單獨使用，也可以與化學肥料共同使用。5、在生產過程中，通過工藝的組合搭配，可回收利用部分能源。
圖1為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例1用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :5:1:1: 1的重量份進行混合，將混合物通過顎式破碎機或以其他方式破碎至50 100mm。將破碎后的混合物在轉窯中加入一定量煤炭或其它燃料進行焙燒，焙燒溫度控制在1000°C，焙燒時間10分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后用風掃磨磨粉成平均粒徑為0. 5 1. 5mm 粉料。向粉料中加入等質量的禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵10天，再加入好氧菌進行發酵10天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。厭氧發酵產生的沼氣可回收利用。實施例2用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :6:1:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1000°C，焙燒時間20分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0. 5 1. 5mm粉料。向粉料中加入等質量的禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵10 天，再加入好氧菌進行發酵10天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例3用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 10 1 1 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1000°C，焙燒時間30分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0.5 1.5mm粉料。按9 1比例向粉料中加入禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵20天，再加入好氧菌進行發酵10天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例4用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :3:2:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在 1100°C，焙燒時間15分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0.1mm粉料。按8 2比例向粉料中加入禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵15天， 再加入好氧菌進行發酵15天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例5用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :8:1:2: 2的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在 1000°C，焙燒時間25分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0.1mm粉料。按6 4比例向粉料中加入禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵25天， 再加入好氧菌進行發酵25天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例6用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :3:1:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在 1200°C，焙燒時間10分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0.1mm粉料。按3 7比例向粉料中加入禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵30天， 再加入好氧菌進行發酵10天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例7用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏按10 5 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1200°C，焙燒時間30分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0. Imm粉料。按 2 8比例向粉料中加入禽畜排泄物混合后進行厭氧發酵10天，再加入好氧菌進行發酵10 天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例8用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂按10 :5:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1100°C，焙燒時間20分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0. Imm 粉料。按4 6比例向粉料中加入天然泥炭混合后進行厭氧發酵20天，再加入好氧菌進行發酵20天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例9用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖 1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鈉按10 :5:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1000°C，焙燒時間25分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0. Imm粉料。按1 10向粉料中加入天然泥炭混合后進行厭氧發酵30天，再加入好氧菌進行發酵10天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。實施例10用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，本實施例的工藝流程如附圖1所示。將鉀長石、石灰石、石膏、硫酸鎂、硫酸鈉按10 :6:1:1: 1的重量份進行混合，將混合物破碎至50 100mm。將破碎后的混合物加入轉窯中進行焙燒，焙燒溫度控制在1000°C，焙燒時間10分鐘。焙燒結束后，將配料進行冷卻，形成砂粒狀物質，然后磨粉成平均粒徑為0.1mm粉料。按10 1比例向粉料中加入天然泥炭混合后進行厭氧發酵30天，再加入好氧菌進行發酵30天。發酵后的混合物利用轉窯焙燒產生的尾氣進行烘干脫水，即制備得產品長效土壤調理劑。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求保護范圍內。
權利要求
1.一種利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于該方法包括以下工藝步驟(1)配料鉀長石、石灰石、助劑按10 (5 10) (1 幻的重量份數進行配料；(2)破碎配料破碎至50 IOOmm；(3)焙燒破碎后的配料加入至轉窯中進行焙燒；(4)冷卻焙燒后的配料進行冷卻，使其冷卻到100°C左右；(5)磨粉冷卻后的配料粉磨至平均粒徑為0.5 1. 5mm ；(6)混合磨后的粉料與有機廢棄物按重量比(1 10) (10 1)混合；(7)厭氧發酵混合物料移入一級發酵池，在厭氧菌的作用下進行發酵；(8)好氧發酵厭氧發酵后的產物料移入二級發酵池，在好氧菌的作用下進行好氧二次發酵；(9)脫水好氧發酵后的產物進行部分脫水，即制得長效土壤調理劑成品。
2.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于所述的有機廢棄物為天然泥炭或飼養場的禽畜排泄物。
3.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于所述的助劑選自石膏、硫酸鎂和硫酸鈉中的一種或幾種。
4.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于所述的步驟(3)中的轉窯焙燒溫度為1000 1200°C，焙燒時間為10 30分鐘。
5.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于所述的步驟(5)中的配料粉磨至平均粒徑為0. 1mm。
6.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于厭氧發酵時間為10 30天。
7.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于好氧發酵時間為10 30天。
8.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于好氧發酵所需熱量是由焙燒配料后冷卻配料產生的熱氣流提供。
9.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于利用轉窯焙燒產生的尾氣中熱量對好氧發酵后的產物進行部分脫水。
10.根據權利要求1所述的利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其特征在于厭氧發酵產生的沼氣可回收利用。
全文摘要
本發明公開了一種利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，該方法以鉀長石、石灰石、助劑、煤炭為原料配料，原料配料破碎后加煤炭在轉窯中進行焙燒，焙燒后的配料冷后磨粉。粉料與飼養場的禽畜排泄物等有機廢棄物混合并分步進行厭氧和好氧連續發酵，最后經部分脫水制成成品。本發明生產的長效土壤調理劑含有一定量氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、可溶性硅以及腐植酸等，可有效改良土壤，并在較長時間內提供作物營養成分。本產品即可直接施用，也可與化肥共同施用。本發明提供了一種利用鉀長石與有機廢棄物生產長效土壤調理劑的方法，其生產原料為自然界存在的礦物與飼養場的廢棄物，原料極為豐富且廉價，生產過程節能、環保。
文檔編號C09K17/40GK102391878SQ20111028705
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者劉剛, 劉曉霞, 張小沁, 柏萬文, 段路路, 鄧維建 申請人:上海化工研究院, 成都市新都化工股份有限公司