一種pal基生物營養強化肥料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于肥料制備領域，尤其涉及一種生態環保的PAL基生物營養強化肥料。
【背景技術】
[0002] 近年來，微量元素攝入不足問題，愈發引起世界各國高度關注，微量元素不良現象 在發展中國家的貧困人群中更為頻發和嚴重，同時也是某些發達國家的重要公共衛生問 題，被稱為"隱形饑餓"。改善微量元素營養不良狀況的措施，目的在于確保人們能夠得到各 種營養素充足的均衡膳食。然而，由于食物供給的局限和飲食習慣的差異，這很難在世界各 地實現。真正食物中營養失衡的源頭是農業系統不能連續地提供足量的必需營養和健康促 進因子，而營養和衛生部門也從來沒有將農業作為對抗營養失衡相關疾病的有力工具。但 是，嚴酷的事實使許多發展中國家認識到，土壤中微量元素分布不均以及作物的吸收低下 所引起的健康問題已經成為主要的公眾健康問題。因此，增加當前尚缺乏的必需微量元素 (如鐵、硒、碘、鋅等）的生物有效性和提高農產品、作物與土壤營養具有十分的重要性。生 物營養強化肥料的研制通過肥料投施，將解決或緩解這個微量元素缺乏問題，是事關國家 經濟發展和廣大群眾生活與健康的重大問題，是重要需求。
[0003] 化肥的超量使用是造成環境污染的罪魁禍首之一，也已成全球性問題。土壤無機 化、水體富營養化、大氣溫室效應皆與化肥使用有關，因此，減少化肥用量，研制生態肥料， 采用綠色農業產品，是當前農業現代化和受損土地修復的重大需求。
[0004] 面對上述難題，至今尚無成熟的技術體系，仍缺乏有效的措施方案。本發明與社會 經濟發展和民生保障的重大需求具有極強的關聯性；針對農耕土地的微量元素不足以及化 肥超量使用提供一種新型的肥料，以促進人類身體健康和生態環境保護。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是現有技術存在的農耕土地微量元素不足以及化肥 使用超量等公共衛生以及環境污染問題。本發明的目的是提供一種改善農產品中人體必需 微量元素的含量、提高農產品產量、減少化肥用量、改良土壤質量的生態環保的PAL基生物 營養強化肥料。
[0006] 本發明解決上述技術問題所采用技術方案如下。
[0007] 本發明的PAL基生物營養強化肥料，主要采用以下生產工藝制得：步驟一，坡縷石 原礦經粉碎、提純、干燥后制成PAL材料；步驟二，將所述PAL材料放入8 %~14 %的稀酸溶 液中，去除碳酸鹽等雜質，提高純度，并完成H+對Mg 2+、Fe' Al3+等的置換，提高產品的電負 性，提高理化性能；步驟三，將經稀酸處理后的PAL材料放入煅燒爐中進行熱活化，所述活 化溫度為200°C~450°C，冷卻；步驟四，將熱活化后的PAL材料與氮、磷、鉀肥以及有機質按 照質量百分比為PAL材料48 %~70 %，氮、磷、鉀肥3 %~8 %，有機質27 %~44 %組配后 充分攪拌，制成20~40目的顆粒，干燥，包裝，即得到本發明的生物營養強化肥料。
[0008] 作為本發明的改進方案，所述步驟一為將坡縷石原礦材料粉碎得到坡縷石粉體 后，采用40~200目過篩，然后按照坡縷石的質量百分比為15%~20%加入水，充分攪拌， 制成含坡縷石的漿體，然后將所述漿體引入固液旋流分離裝置進行分離提純，所述固液旋 流分離裝置的旋轉速度控制在2000r/min~3000r/min，取溢流口的漿體，進行脫水干燥， 即制得PAL材料。
[0009] 作為本發明優選的技術方案，所述步驟一為將坡縷石原礦材料粉碎得到坡縷石粉 體后，采用40~200目過篩，然后按照坡縷石的質量百分比為15%~20%加入水，按照分 散劑的質量百分比為3%~8%加入分散劑，充分攪拌，即制成分散性優異的含坡縷石的漿 體，然后將所述漿體引入固液旋流分離裝置進行分離提純，所述固液旋流分離裝置的旋轉 速度控制在2000r/min~3000r/min，取溢流口的衆體，進行脫水干燥，制得PAL材料。優選 地，所述分散劑為三磷酸鈉或六偏磷酸鈉。
[0010] 作為本發明更優的技術方案，所述步驟一為將坡縷石原礦材料粉碎得到坡縷石粉 體后，采用150目過篩，然后按照坡縷石的質量百分比為18%加入水，按照分散劑的質量百 分比為5%加入分散劑，充分攪拌，制成分散性優異的含坡縷石的漿體，然后將所述漿體引 入固液旋流分離裝置進行分離提純，所述固液旋流分離裝置的旋轉速度控制在2800r/min， 取溢流□的衆體，進行脫水干燥，制得PAL材料，所述PAL材料的粒徑為0.1 y m~3 y m。
[0011] 作為本發明另一改進的技術方案，所述步驟二中的稀酸為質量百分比為12%~ 14%的稀鹽酸或質量百分比為8%~10%的稀硫酸。
[0012] 作為本發明另一改進的技術方案，所述步驟三中的熱活化溫度為250°C~350°C。
[0013] 作為本發明另一改進的技術方案，所述步驟四的PAL材料與氮、磷、鉀肥以及有機 質按照質量百分比為PAL材料56~63%，氮、磷、鉀肥4~6%，有機質33~38%進行組 配。
[0014] 作為本發明進一步改進的技術方案，所述步驟四的PAL材料與氮、磷、鉀肥以及有 機質按照質量百分比為PAL材料60%，氮、磷、鉀肥5%，有機質35%進行組配。
[0015] 本發明的有益效果：
[0016] 本發明提供的PAL基生物營養強化肥料，在產品規范符合有機/無機肥國標 (GB18877-2002)的前提下，充分發揮PAL材料稟賦性緩釋作用，是一種具控釋功能的天然 材料的控釋肥。
[0017] 本發明提供的PAL基生物營養強化肥料，采用了酸活化和熱活化技術工藝，提高 了PAL材料的吸附性，提升了肥料原料間的組配性，強化了原料復合，產生緩（控）釋功能， 減少養分流失，較大幅度地提高肥效和肥料的利用率。馬鈴薯種植應用證明，產量平均提高 11. 29 % ;在干旱地區，增產效果更為明顯，增產25 %，商品率也提高15. 4 %，產品中含有的 人體必需微量元素的含量也顯著增加。反映了肥料利用率的提升。
[0018] 本發明提供的PAL基生物營養強化肥料，采用了天然基質材料PAL材料和富含有 機質的材料。根據國家標準減量使用了氮、磷、鉀肥，避免了化肥對環境的污染，對環境十分 友好。
[0019] 本發明提供的PAL基生物營養強化肥料，實踐了全面的"平衡施肥"新理論。生物 營養強化肥的研制生產，不僅強調了不同養分元素的適用量靜態的"橫向平衡"，而且充分 體現了養份供應強度在作物生長過程中，對養分需求的協調與動態的縱向平衡。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的PAL基生物營養強化肥料的生產過程示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 現結合【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的介紹。
[0022] 實施例1
[0023] 如圖1所示，本發明的生物營養強化肥料的制備工藝主要包括如下四個步驟。
[0024] 步驟一，PAL材料的制備和提純：
[0025] PAL材料原料為含水鎂質硅酸鹽，是以坡縷石為主的礦物聚集體，含有蒙脫石、海 泡石、方解石、綠泥石、長石及未轉化的玄武巖等雜質，并為含水柔性非金屬礦物，不溶于 水，但在水介質中高度分散。利用其這一重要性能，采用濕法制備和提純。
[0026] 將坡縷石原礦材料粉碎得到坡縷石粉體后，采用40~200目過篩，然后按照坡縷 石的質量百分比為15%~20%加入水，充分攪拌，制成含坡縷石的漿體。優選按照坡縷石 的質量百分比為18%加入水。必要時可加入質量分數為3%~8%的三磷酸鈉或六偏磷酸 鈉等分散劑。分散劑的質量分數優選為4%~6%，最佳選擇為5%。然后將所述漿體引入 固液旋流分離器進行分離提純進行。將固液旋流分離器的轉速控制在2000r/min~3000r/ min，優選為2800r/min。可以根據需要進行二級或多級分離。分離后的楽:體固形物量增大， 但仍含有50%以上水分，還需進一步脫水、干燥，使理化性能得到大幅提升，即得本發明所 使用的PAL材料。采用上述優選的參數所制得的PAL材料，其吸藍量、膠質價、脫色率、離子 交換容量、比表面積分別從 21. 7mmol/100g、43. 9ml/15g、103mmol/100g、18. 15mmol/100g、 112m2/g 提高到 41. 7mmol/100g、97. 0ml/15g、238mmol/100g、40. 94mmol/100g、406m2/g ;提 純率達到90% - 97% ;平均粒徑為2.69 ym，顆粒產率達到97% 81 ym產率為50% ; 〇? IOiim產率20 % ;最大粒徑為3.0 ym。
[0027] 步驟二，酸化工藝：
[0028] 將所述PAL材料放入8%~14%的稀酸溶液中，去除碳酸鹽等雜質，提高純度，并 完成H +對Mg2+、Fe3+、Al3+等的置換，提高產品的電負性，提高理化性能；針對不同酸的種類， 控制稀酸濃度，例如選用質量百分比為12%~14%的稀鹽酸或質量百分比為8%~10%的 稀硫酸。
[0029] 酸化采用稀酸，其機理為促使礦物間及結構的溶解，在外部能源作用下（活性劑 對晶體結合面的"潤濕"和超聲加工），產生局部的高溫、高壓或強烈沖擊，使礦物聚合體粒 子剝離，在溶解碳酸鹽的同時，進一步解離為納米級片層或晶體細小的短纖維，為肥料的組 配完成了前驅準備。一般而言，此種狀態下，PAL材料的晶束集合體已經發生了較為有效的 解離。紅外分析顯示，雜質碳酸鹽基本被溶解；電鏡分析顯示：晶體被分散成直徑為20~ 40nm、長度為50~500nm的針棒狀和部分粒徑為50~200nm，厚度小于IOnm的片狀單晶顆 粒。
[0030] 步驟三，熱活化工藝：
[0031] 將經稀酸處理后的PAL材料放入煅燒爐中進行熱活化，所述活化溫度為200°C~ 450 °C，冷卻。
[0032] 在不破壞PAL材料結構的情況下進行對材料的熱處理，達到改善和提高材料物理 與化學性能的目的。熱處理也稱熱活化，熱活化能改變PAL材料的比表面積。一般表面積的 變化隨熱處理溫度升高，出現先高后減的變化規律，通常在200°C~300°C的出現最大值。 大比表面積能提高加工原料間的相互均勻與融合。當熱活化溫度高于400°C時，由于晶體結 構完全破壞而生成硅酸鹽玻璃相，導致比表面積迅速減小。
[0033] 熱活化對陽離子交換量（CEC)也產生影響，CEC隨煅燒溫度的升高先增大后減少， 400 °C時出現最大值。大的陽離子交換量能提高對有機物的親和性。
[0034] 熱活化的PAL材料具有復水性。表現為在一定的含水條件下，熱處理后的PAL材 料能夠通過吸附恢復已脫失的沸石水和結晶水。熱活化溫度超過450°C之后，PAL材料將失 去復水性。利用PAL材料的復水性，可使產品原料的性能加強。
[0035] PAL的懸浮性能對土地的抗鹽性和改良鹽堿化土地至關重要。熱活化對PAL材料 膠體懸浮性能和產品原料的融合與均勻有明顯影響。低溫處理時300°C )，隨溫度升高， PAL材料表面與孔道水相繼脫去，導致表面親水性減弱、懸浮性下降。溫度進