專利名稱：一種非水溶性鉀礦的理化綜合促釋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種肥料及其制備方法。
背景技術(shù)：
鉀肥是重要的肥料資源，水溶性鉀礦在世界范圍內(nèi)分布不均，僅集中在少數(shù)國家。 我國目前發(fā)現(xiàn)的總儲量僅10億噸，不到世界總儲量的1%。我國需求的水溶性鉀對外依存度高達(dá)70%，2010年必和必拓公司企圖收購加拿大鉀肥公司，使我國鉀肥供應(yīng)保障的潛在威脅進(jìn)一步凸顯。如何拓寬鉀肥供應(yīng)渠道就成為一項(xiàng)重大而迫切任務(wù)。我國的非水溶性鉀礦資源不僅分布地域廣，而且儲量巨大，其資源總量超過100億噸。研發(fā)節(jié)能、高效和經(jīng)濟(jì)可行的非水溶性鉀礦制肥產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，對破解鉀資源受制于人的困局、保障糧食安全具有重大的戰(zhàn)略意義。目前，對于非水溶性鉀礦的利用技術(shù)，主要是通過高溫煅燒、加壓等條件進(jìn)行，而在常溫常壓條件下的微生物利用技術(shù)，主要側(cè)重于硅酸鹽細(xì)菌等解鉀菌和模擬植物根系分泌有機(jī)酸等方面，離實(shí)用尚有較大距離。促釋是基于活化態(tài)有效性概念而提出的新技術(shù)，與減緩水溶性肥料釋放速度的緩釋技術(shù)方向相反，其特點(diǎn)是通過對難溶礦物活化，促進(jìn)養(yǎng)分釋放，使之與作物吸收實(shí)現(xiàn)動態(tài)供求平衡。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明應(yīng)用理化聯(lián)用的多種技術(shù)手段進(jìn)行理化綜合促釋，使鉀礦的晶格和鉀的原賦存狀態(tài)發(fā)生變化，從而明顯促進(jìn)鉀的釋放，為在溫和條件下利用我國豐富的非水溶性鉀礦資源制肥開拓一條低能耗的新技術(shù)途徑。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
發(fā)明提供了一種非水溶性鉀礦的理化綜合促釋方法，包括非水溶性鉀礦的原料攪拌、 研磨、干燥過程；通過在所述的非水溶性鉀礦中加入活化劑，混勻后加水研磨成勻漿，經(jīng)微波或超聲波處理后，干燥研磨后即成產(chǎn)品。所選用的活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化1丐、有機(jī)堿(黑液、木素鈉或木素鉀)、 味精渣、酵母渣、糠醛渣或檸檬酸渣中的一種或幾種的混合物；所加入的活化劑總量與非水溶性鉀礦的重量比為O. 03 O. 60:1，優(yōu)選O. 05 O. 15: I。本發(fā)明采用的上述活化劑均可單獨(dú)或混合用于活化。在加入多種活化劑時(shí)，其總加入量不宜超過其中一種應(yīng)加入量的最大值。非溶性鉀礦原料為鉀長石、云母或花崗巖、含鉀頁巖中的一種或幾種的混合物。具體來說，活化劑與非水溶性鉀礦的重量比為氫氧化鈉非水溶性鉀礦為O. 03 O. 60: I、氫氧化鉀:非水溶性鉀礦為O. 03、. 60: I、氧化鈣加:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 60: I、有機(jī)堿:非水溶性鉀礦為O. 03、. 55:1、味精渣:非水溶性鉀礦為 O. 03 O. 50: I、酵母渣:非水溶性鉀礦為O. 03、. 50: I、糠醛渣加入量:非水溶性鉀礦為 O. 03 O. 50: I、檸檬酸渣:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 50: I。
采用微波或超聲波處理時(shí)，處理時(shí)間為f 80分鐘；優(yōu)選Γ20分鐘。具體來說，可以采用如下方案
在非水溶性鉀礦中加入氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化韓、有機(jī)堿(黑液，木素鈉，木素鉀)、 味精渣、酵母渣、糠醛渣、檸檬酸渣中的一種或幾種的混合物作為活化劑，混勻后加入適量的水，研磨5飛O分鐘，攪拌均勻后，再經(jīng)微波或超聲波處理廣80分鐘后，一般在60-90°C干燥，即成為促釋鉀肥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
盡管選用單一的化學(xué)或物理方法也有促釋效果，但發(fā)明的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，理化聯(lián)用的綜合促釋的協(xié)同效果大于兩者單一效果之和。本發(fā)明所采用的氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣是商品，有機(jī)堿(黑液，木素鈉，木素鉀)是造紙廠及某些化工廠的副產(chǎn)品，味精渣、酵母渣、糠醛渣、檸檬酸渣為相關(guān)企業(yè)的廢棄物，實(shí)現(xiàn)了廢物的高效利用。
本發(fā)明還采用以下分析和測定方法來評價(jià)產(chǎn)品的性能
I鉀釋放的測定稱取0.5XXXg促釋鉀肥樣品放入IOOmL塑料離心管中，加入純水 50mL,搖勻,振蕩15min (振蕩機(jī)速率180r/min),離心IOmin (轉(zhuǎn)速為5000r/min),上清液過濾，得濾液I。再加入純水50mL,搖勻,振蕩15min(振蕩機(jī)速率180r/min),離心IOmin (轉(zhuǎn)速為5000r/min)，上清液過濾，得濾液II。重復(fù)一次，得濾液III。采用原子吸收法，分別測定上述三次浸提的水溶性鉀含量。與未活化鉀礦相比，促釋鉀肥的三次浸提的水溶性鉀含量明顯提聞。2結(jié)構(gòu)分析用X射線衍射技術(shù)、透射電鏡測定其晶體結(jié)構(gòu)。X衍射的分析結(jié)果表明(圖1)，與鉀長石(I號)相比，促釋鉀肥(2-4號)的衍射峰值降低，說明經(jīng)理化綜合促釋處理后，促釋鉀肥的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。3化學(xué)分析用火焰分光光度計(jì)或原子吸收測定其水溶性鉀和有效鉀的含量。結(jié)合栽培評價(jià)結(jié)果促釋鉀肥的肥效特征是鉀的釋放增加，肥料利用率高，生物有效性高。例如，在南方紅壤玉米上，在K等量施肥條件下，促釋鉀肥與普通鉀肥的肥效相當(dāng)或更好。


圖I不同鉀肥的X衍射圖；其中I號為鉀長石，2-4號為促釋鉀肥(1-4號對應(yīng)于實(shí)施1，如表I所示)。
具體實(shí)施例方式以下通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例I:
試驗(yàn)組A :氫氧化鈉+1分鐘微波處理鉀長石
(I)在鉀長石中加入氫氧化鈉活化劑，加入量與鉀長石的質(zhì)量比為O. 05:1,加適量水, 研磨約5分鐘；(2)經(jīng)微波處理I分鐘(微波功率為700W)；
(3)在60°C左右干燥即成為促釋鉀肥。試驗(yàn)組B :氫氧化鈉+5分鐘微波處理鉀長石
如同試驗(yàn)組A，但微波處理時(shí)間為5分鐘。試驗(yàn)組C :氫氧化鈉+10分鐘微波處理鉀長石(4號樣品)
如同試驗(yàn)組A，但微波處理時(shí)間為5分鐘。
對照組Al :氫氧化鈉處理鉀長石(2號樣品)
同試驗(yàn)組A，但區(qū)別在于不經(jīng)微波處理。對照組A2 :微波處理Imin鉀長石
同試驗(yàn)組A，但區(qū)別在于不經(jīng)氫氧化鈉處理。
對照組B2 :微波處理5min鉀長石
同試驗(yàn)組B，但區(qū)別在于不經(jīng)氫氧化鈉處理。
對照組C2 :微波處理IOmin鉀長石(3號樣品)
同試驗(yàn)組C，但區(qū)別在于不經(jīng)氫氧化鈉處理。
將促釋鉀肥進(jìn)行水浸提試驗(yàn)，結(jié)果表明(見表1)，與鉀長石相比，活化劑處理鉀長石的水溶性鉀顯著提高了 160%，而微波處理鉀長石的水溶性鉀略高于鉀長石的，且差異不顯著。 但活化劑與微波聯(lián)用處理鉀長石的水溶性鉀極顯著增加，增加幅度高達(dá)917%。由此可見，活化劑與微波聯(lián)用處理鉀長石的活化效果明顯優(yōu)于兩者單獨(dú)使用的，理化綜合促釋具有顯著的協(xié)同效應(yīng)。
表I促釋鉀肥的浸提液鉀含量(K，mg/kg)
權(quán)利要求
1.一種非水溶性鉀礦的理化綜合促釋方法，包括非水溶性鉀礦的原料攪拌、研磨、干燥過程；其特征在于非水溶性鉀礦中加入活化劑，混勻后加水研磨，經(jīng)微波或超聲波處理后， 干燥成為促釋鉀肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所述的活化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣、有機(jī)堿、味精渣、酵母渣、糠醛渣或檸檬酸渣中的一種或幾種的混合物；所加入的活化劑總量與非水溶性鉀礦的重量比為O. 03、. 60: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所加入的活化劑總量與非水溶性鉀礦的重量比為O. 05、. 15:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所述的有機(jī)堿為黑液、木素鈉或木素鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所述的非溶性鉀礦原料為鉀長石、云母或花崗巖、含鉀頁巖中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所加入的活化劑與非水溶性鉀礦的重量比為氫氧化鈉非水溶性鉀礦為O. 03、. 60:1、 氫氧化鉀非水溶性鉀礦為O. 03 O. 60: I、氧化鈣加:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 60: I、有機(jī)堿非水溶性鉀礦為O. 03 O. 55: I、味精渣:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 50: I、酵母渣:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 50: I、糠醛渣加入量:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 50: I、檸檬酸渣:非水溶性鉀礦為O. 03 O. 50:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于所述的微波或超聲波處理，處理時(shí)間為廣80分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非水溶性鉀礦理化綜合促釋方法，其特征在于微波、超聲波處理時(shí)間為Γ20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明應(yīng)用理化綜合促釋技術(shù)，在溫和條件下促進(jìn)非水溶性鉀礦中鉀的釋放，提高鉀的利用率。具體的技術(shù)方法包括非水溶性鉀礦的原料混合攪拌、研磨、干燥等過程。其特征在于非水溶性鉀礦中加入一定量的活化劑，混勻后加入適量液體研磨成勻漿，經(jīng)微波或超聲波處理后，干燥后即成促釋鉀肥產(chǎn)品。本發(fā)明為利用我國豐富的非水溶性鉀礦資源制肥開拓一條低能耗的溫和反應(yīng)新技術(shù)途徑。
文檔編號C05D1/04GK102603367SQ201210055139
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者劉可星, 劉輝, 廖宗文, 王俊, 鄢海印 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)