一種改性天然沸石的吸附氮肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于肥料的工藝技術領域，具體涉及到一種改性天然沸石的吸附氮肥及其制備方法。
【背景技術】
[0002]沸石是沸石族礦物的總稱，迄今世界上已發現的天然沸石達40余種，較常見的有方沸石、斜發沸石、濁沸石、毛沸石、菱沸石、絲光沸石等。沸石是主要由Si02、A1203、H2O和堿金屬、堿土金屬離子四部分組成的硅酸鹽礦物，其中硅氧四面體和鋁氧四面體構成了沸石的三維空間架狀結構，堿金屬、堿土金屬和水分子結合的松散、易置換性，使得沸石具有特殊的應用性能一吸附作用、離子交換作用等。
[0003]農業、種植業如今已成為一個國家生產力的重要指標，為了提高生產效益，大規模的農業、種植業加速生產，往往造成種植地營養平乏，不可避免的濫用化學肥料來提高生產，肥料的大量使用，確實能提高產量，但是肥料并不能在種植的時間內，有效地全部利用，有數據說明:30%以上的肥料成分因雨水沖刷進入土壤、河流，造成嚴重的污染。導致藻類“猖獗”，魚類因缺氧大量死亡，造成生態的嚴重失衡，每年花費在河道治理，土壤整治的費用已不容小覷。
[0004]水體污染使我國當前飲用水安全面臨嚴重威脅，氨氮作為其中常見的共存污染物，采用生物法處理是當前優先的控制技術之一。
【發明內容】
[0005]為了對土壤進行改良，實現對礦質營養元素的緩釋功能，提高肥料利用率，減少因肥料濫用對環境的污染，本發明是通過以下方法實現的:
一種改性天然沸石的吸附氮肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:天然沸石50~55、2mol/L 稀 HCl 10~15、6wt% NaCl 溶液 150~180、氯化銨 80~100、尿素 15~20、硼砂6~10、甲殼素2~4、凹凸棒粉30~35、粘土 20~30和適量的水；
2、根據權利要求1所述一種改性天然沸石的吸附氮肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
(1)將天然沸石先進行初步的粉碎，成為6~8cm直徑的塊狀，然后統一放入800~1000°C的高溫窯中煅燒5~7h，冷卻后進行二次精細粉碎，成為過50~60目篩的顆粒，最后將顆粒粉劑用2mol/L的稀HCl淘洗2~3遍；
(2)將(I)所得的顆粒劑放入6*1:%的NaCl溶液中，在30°C的恒溫條件下，140r/min攪拌18~20h，完成后用去離子水淋洗2~3遍，最后烘干備用；
(3)將氯化銨加水至正好完全溶解，加入(2)所述改性的沸石顆粒，統一放入超聲清洗機中，功率700-750W,溫度300C，作用2-2.5h ；
(4)混合尿素、硼砂及其它剩余成分，加入至(3)所述的總料中，適量加水調制成勻漿，最后通過鼓熱風控制含水量45~60%，噴漿造粒即可。
[0006]本發明肥料利用NaCl溶液對天然沸石進行改進，得到一種對銨態氮具有吸附緩釋功能的改性沸石顆粒，同時根據實驗測定不同NaCl溶液濃度的最佳改性效果，準確稱取一定質量的沸石于250ml的具塞錐形瓶中，分別加入10ml質量分數為0、2%、4%、6%、8 %、10 %、15 %的NaCl溶液，分別在30 °C、40 V、50 °C、60 V溫度下，以120r/min的轉速于恒溫水浴搖床中振蕩24h，最后用去離子水沖洗干凈后，置于105°C的烘箱中烘干備用。
[0007]測試得出最佳的改性條件為6 %的NaCl溶液，在30°C的溫度下每15g天然沸石用量10mL的NaCl溶液效果最佳，同時在擬合沸石對銨態氮的吸附試驗中，相同條件下的改性沸石吸附能力好于天然沸石，在溫度為30°C下，單分子層飽和吸附量提高了 34%以上。
[0008]為了完美發揮改性天然沸石的優勢，本發明在控制沸石粉碎的大小、形狀規則，沸石顆粒表面特性及氮肥與改性沸石顆粒的接觸極性進行改進，通過煅燒天然沸石石塊，然后進行粉碎，可以得到更加規則，大小更均一的石粉顆粒，通過有氧炭化，可以使沸石中的一些金屬離子化合物分解成單一氧化物，用氯化鈉溶液浸泡處理沸石的主要原理是用Na+置換沸石中的金屬離子過程，再利用NH4+與沸石結合優越性置換Na +，最終實現吸附過程，沸石的主要成分包括CaC03、S12, Al2O3和H 20等，煅燒過后的沸石易破碎分解，后期用于肥料進入土壤過程中易分解，釋放吸附的銨態氮。
[0009]然后在沸石顆粒經過NaCl溶液改性之后，加入一定濃度的酸溶液淘洗沸石顆粒，制造形狀更加凹凸的表面特性顆粒，最后在改性沸石顆粒于銨態氮溶液進行接觸吸附的時候，條件是在超聲清洗機中進行，超聲震動有利于消除銨態氮水溶液表面極性，有利于彼此間的充分接觸。
[0010]本發明優點:一種改性沸石用于吸附的氮肥，減緩氮源釋放速率，提高利用率，保護環境并節約能源。
【具體實施方式】
[0011]實施例1:
一種改性天然沸石的吸附氮肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:天然沸石52、2mol/L稀HCl 12、6wt% NaCl溶液160、氯化銨100、尿素15、硼砂6、甲殼素4、凹凸棒粉30、粘土 30和適量的水；
一種改性天然沸石的吸附氮肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
(1)將天然沸石先進行初步的粉碎，成為6~8cm直徑的塊狀，然后統一放入800~1000°C的高溫窯中煅燒5~7h，冷卻后進行二次精細粉碎，成為過50~60目篩的顆粒，最后將顆粒粉劑用2mol/L的稀HCl淘洗2~3遍；
(2)將(I)所得的顆粒劑放入6*1:%的NaCl溶液中，在30°C的恒溫條件下，140r/min攪拌18~20h，完成后用去離子水淋洗2~3遍，最后烘干備用；
(3)將氯化銨加水至正好完全溶解，加入(2)所述改性的沸石顆粒，統一放入超聲清洗機中，功率700-750W,溫度300C，作用2-2.5h ；
(4)混合尿素、硼砂及其它剩余成分，加入至(3)所述的總料中，適量加水調制成勻漿，最后通過鼓熱風控制含水量45~60%，噴漿造粒即可。
[0012]將本發明的一種改性天然沸石的吸附氮肥用于種植水稻的肥料，選擇4畝水稻田作為實驗組，使用本發明的肥料為種植水稻時主要用肥，對照組的4畝水稻按常規的種植方法使用常規肥料，其他養護條件及病蟲害的防治均相同，結果表明實驗組的水稻，明顯減少肥料的使用量，周遭的湖泊池塘水質也沒有收到污染，水稻長勢良好，實現經濟提高14.1% ο
【主權項】
1.一種改性天然沸石的吸附氮肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:天然沸石50~55、2mol/L 稀 HCl 10~15、6wt% NaCl 溶液 150~180、氯化銨 80~100、尿素 15~20、硼砂6~10、甲殼素2~4、凹凸棒粉30~35、粘土 20~30和適量的水。2.根據權利要求1所述一種改性天然沸石的吸附氮肥的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (1)將天然沸石先進行初步的粉碎，成為6~8cm直徑的塊狀，然后統一放入800~1000°C的高溫窯中煅燒5~7h，冷卻后進行二次精細粉碎，成為過50~60目篩的顆粒，最后將顆粒粉劑用2mol/L的稀HCl淘洗2~3遍； (2)將(I)所得的顆粒劑放入6*1:%的NaCl溶液中，在30°C的恒溫條件下，140r/min攪拌18~20h，完成后用去離子水淋洗2~3遍，最后烘干備用； (3)將氯化銨加水至正好完全溶解，加入(2)所述改性的沸石顆粒，統一放入超聲清洗機中，功率700-750W,溫度300C，作用2-2.5h ； (4)混合尿素、硼砂及其它剩余成分，加入至(3)所述的總料中，適量加水調制成勻漿，最后通過鼓熱風控制含水量45~60%，噴漿造粒即可。
【專利摘要】本發明公開了一種改性天然沸石的吸附氮肥及其制備方法，由以下重量份的原料制成：天然沸石、2mol/L稀HCl、6wt％NaCl溶液、氯化銨、尿素、硼砂、甲殼素、凹凸棒粉、粘土和適量的水；具體是通過各種技術應用于天然沸石，使其在改性土壤和吸附銨態氮方面的能力更加突出，一種改性沸石用于吸附的氮肥，減緩氮源釋放速率，提高利用率，保護環境并節約能源。
【IPC分類】C05G3/00
【公開號】CN105175136
【申請號】
【發明人】陳世勇, 汪建飛, 李孝良, 謝樾, 馬萬征, 高詳, 查海涅
【申請人】安徽盛農農業集團有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月16日