一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法。将尾铁矿粉和膨润土混合，与碱金属氢氧化物在高温条件下进行水热反应，从而将混合物中的惰性硅及硅酸盐转化成为能够被植物吸收利用的有效形态，具有高pH值和富含钙、镁、铁等多种中微量元素等特征。本发明专利技术制备的土壤调理剂能提高水稻、香蕉、甘蔗等南方作物产量和品质，并具有对大豆、花生、蔬菜、瓜果、茶叶等作物提高产量、改善作物品质的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法
本专利技术涉及一种土壤调理剂，特别涉及一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法。
技术介绍
我国酸性土壤主要分布在长江以南的广大热带和亚热带地区和云贵川等地，面积约为2.04×108公顷。近年来，由于化学肥料的大量施用，土壤酸化是我国集约化农业生产体系中的一个突出问题。从1980年到2000年，我国主要作物种植区土壤pH值平均下降约0.5个单位，严重阻碍作物生长发育，最终导致作物产量和品质下降。并且土壤酸化会加速盐基离子淋溶，对钙、镁、钾等养分离子的吸附量显著减少，造成土壤养分贫瘠。富含钙、镁等元素的硅酸盐经过活化后，可以和土壤酸反应，而且反应缓慢平和，不会造成微生物伤害，产生的水和二氧化碳对土壤团粒结构的形成有利。且硅酸盐中富含植物所需的中微量元素，尤其水稻等作物常需的微量元素硅。我国缺硅耕地占全国耕地总面积的50％左右，按照每亩施用硅肥50kg计算，我国年需硅肥3500万吨。硅肥不仅对南方缺硅土壤作物生产有增产作用，并且对北方富硅土壤也有一定的增产作用。目前国内国际上主要有两种方法生产硅肥及硅酸盐调理剂，一种是以高炉渣为原料；另一种方法是将硅肥原料(如石英砂等)、助熔剂、添加剂按一定比例混合，在高温下熔融，破坏晶格，充分反应后，冷却，磨细而成。目前我国市场上的硅肥多为钢渣、炼磷废渣等直接磨碎包装而成，不仅能耗较高、污染环境、不能满足我国土壤对硅的巨大需求。并且常用生产硅肥的矿物原料中二氧化硅含量相对较高，但是我国固体废物中绝大部分二氧化硅含量相对较低，对于这部分矿物开发硅肥及硅酸盐调理剂研究较少。尾铁矿粉是生产选煤所用的重介质粉中无磁性的部分。2013年，我国尾铁矿粉年产量达200万吨，目前的处理方式主要为随意堆积和苗圃填土。尾铁矿粉中砷、汞、铅、铬、镉等重金属元素含量远低于我国肥料标准，并富含硅铁钙镁等中微量元素(SiO2：31.68％，CaO：8.86％，MgO：7.79％，Fe2O3：10.56％)，因此亟需资源化处理。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法。针对我国尾铁矿粉产量巨大，传统粗放式处理不仅污染环境、而且造成资源严重浪费。利用尾铁矿粉中不仅富含微量元素铁，且富含作物所需的硅、钙、镁、铁等中微量元素。本专利技术主要通过半湿条件下碱活化，生产适宜南方酸性土壤的土壤调理剂。一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法，按照如下步骤进行：(1)将尾铁矿粉、膨润土和碱金属氢氧化物粉碎至200目以下；(2)按照质量比1:(1-1.5)将尾铁矿粉和膨润土混匀；混合物按照质量比1:(0.3-0.5)与碱金属氢氧化物完全混匀；添加活化剂，活化剂添加量为碱金属氢氧化物添加质量的0.25-0.3倍；将上述混合物料与水以质量比1:(1.2-1.5)搅拌混匀；(3)将混合物料在封闭反应器中于温度180-220℃进行水热反应，反应时间为5-7小时；(4)将反应物干燥、粉碎过筛、造粒后，即可获得富硅的酸性土壤调理剂。所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾、氧化钙、氧化镁中的一种或一种以上。所述活化剂为硼酸和/或硼酸镁。本专利技术富硅酸性土壤调理剂所含具体数据如表1所示：表1与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用低能耗、活化效率高、环境污染小的技术及生产工艺，将尾铁矿粉变废为宝，减少尾铁矿粉占用场地，同时也减少了尾铁矿粉对环境的问题。尾铁矿粉本身富含多种中微量元素，重金属元素含量很低，符合我国肥料生产行业规定标准，并且利用尾铁矿粉碱活化可以显著提高本产品pH值，可广泛应用与我国南方酸性土壤，明显提高水稻、香蕉、甘蔗等南方作物产量和品质，并具有对大豆、花生、蔬菜、瓜果、茶叶等作物提高产量、改善作物品质的功能。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。实施例1选取原料，包括尾铁矿粉和氢氧化钾；尾铁矿粉：由承德三佳超细粉体有限责任公司提供，尾铁矿粉的化学组成(％)如下：指标SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射线衍射测定结果：尾铁矿粉主要物相有铝-辉石、钾-镁亚铁绿钙闪石、无序钠长石和铁蛇纹石。氢氧化钾：分析纯，北京化工。生产过程：(1)将尾铁矿粉、氢氧化钾分别粉碎至200目以下，然后依次往密封反应器中添加50份尾铁矿粉、18份氢氧化钾，之后往反应器中添加100份水，用搅拌装置搅拌混匀。(2)将盛有样品的密封反应器置于200℃高温条件下6小时。(3)迅速将反应物转移，并高温烘干，磨细，即获得酸性土壤调理剂。选取广西酸性土壤农田10亩，pH为5.5，其中5亩施用本实施例的酸性土壤调理剂100kg,5亩作为对照不做处理，采用常规方法种植香蕉,对照组香蕉平均亩产量为2000kg，香蕉皮烧松弛，有少量黑皮现象；加入酸性土壤调理剂组香蕉平均亩产量为3000kg，香蕉皮紧致，颜色金黄，无黑皮现象。实施例2选取原料，包括尾铁矿粉、膨润土和氢氧化钾；尾铁矿粉：由承德三佳超细粉体有限责任公司提供，尾铁矿粉的化学组成(％)如下：指标SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射线衍射测定结果：尾铁矿粉主要物相有铝-辉石、钾-镁亚铁绿钙闪石、无序钠长石和铁蛇纹石。膨润土：SiO2≥54％。氢氧化钾：分析纯，北京化工。生产过程：(1)将尾铁矿粉、膨润土、氢氧化钾分别粉碎至200目以下，然后依次往密封反应器中添加25份尾铁矿粉、25份膨润土、24份氢氧化钾，之后往反应器中添加110份水，用搅拌装置搅拌混匀。(2)将盛有样品的密封反应器置于200℃高温条件下6小时。(3)迅速将反应物转移，并高温烘干，磨细，即获得酸性土壤调理剂。选取广西酸性土壤农田10亩，pH为5.5，其中5亩施用本实施例的酸性土壤调理剂100kg,5亩作为对照不做处理，采用常规方法种植花生,对照组花生平均亩产量为170kg，花生籽粒稍不饱满，瘪子率10％；加入酸性土壤调理剂组花生平均亩产量为200kg，花生籽粒饱满，瘪子率1％。实施例3选取原料，包括尾铁矿粉、膨润土、氢氧化钾和硼酸；尾铁矿粉：由承德三佳超细粉体有限责任公司提供，尾铁矿粉的化学组成(％)如下：指标SiO2CaOMgOFe2O3ZnBAl2O3含量31.688.867.7910.56＜0.005＜0.0058.78X射线衍射测定结果：尾铁矿粉主要物相有铝-辉石、钾-镁亚铁绿钙闪石、无序钠长石和铁蛇纹石。膨润土：SiO2≥54％。氢氧化钾：分析纯，北京化工。硼酸：分析纯，北京化工。生产过程：(1)将尾铁矿粉、膨润土、氢氧化钾、硼酸分别粉碎至200目以下，然后依次往密封反应器中添加25份尾铁矿粉、25份膨润土、24份氢氧化钾、8份硼酸，之后往反应器中添加120份水，用搅拌装置搅拌混匀。(2)将盛有样品的密封反应器置于200℃高温条件下6小时。(3)迅速将反应物转移，并高温烘干，磨细，即获得酸性土壤调理剂。选取广西酸性土壤农田10亩，pH为5.5，其中5亩施用本实施例的酸性土壤调理剂100kg,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)将尾铁矿粉、膨润土和碱金属氢氧化物粉碎至200目以下；(2)按照质量比1:(1‑1.5)将尾铁矿粉和膨润土混匀；混合物按照质量比1:(0.3‑0.5)与碱金属氢氧化物完全混匀；添加活化剂，活化剂添加量为碱金属氢氧化物添加质量的0.25‑0.3倍；将上述混合物料与水以质量比1:(1.2‑1.5)搅拌混匀；(3)将混合物料在封闭反应器中于温度180‑220℃进行水热反应，反应时间为5‑7小时；(4)将反应物干燥、粉碎过筛、造粒后，即可获得富硅的酸性土壤调理剂。

【技术特征摘要】
1.一种利用尾铁矿粉制备富硅酸性土壤调理剂的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：(1)将尾铁矿粉、膨润土和碱金属氢氧化物粉碎至200目以下；(2)按照质量比1:(1-1.5)将尾铁矿粉和膨润土混匀；混合物按照质量比1:(0.3-0.5)与碱金属氢氧化物完全混匀；添加活化剂，活化剂添加量为碱金属氢氧化物添加质量的0.25-0.3倍；将上述混合物料与水以质量比1:(1.2-1.5)搅拌混匀；(3)将混合物料在封闭反应器中于温度180...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建国，陈清，周爽，杜鹏祥，穆春燕，
申请(专利权)人：承德三佳超细粉体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13