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高效土壤修复肥料制作技术

2017-09-20 02:27:15 50 编辑:admin 来源:本站
  上一章我们讲述了土壤重金属污染修复技术的现状,在最后提到了肥料修复,今天,郑州德森继续分享一种高效土壤修复肥料。本肥料营养丰富,含有作物必需的多种大量元素和微量营养元素。本发明的肥料还具有较高的重金属脱除率高,能够实现丰产和脱除重金属的双重效益。
  1、技术方案:
  一种高效土壤修复肥料,由以下按重量份计的原料组成:尿素50~60、硝酸钠40~50、磷酸脲40~50、磷矿粉25~30、硫酸钾35~45、氯化钾25~30、赤泥粉15~22、麦饭石8~12、硅藻土10~15、黏土15~20、生长调节剂25~30、改性高岭土15~20、改性食用菌菌渣30~40、植物处理剂22~28、改性玉米芯18~22。
  优选地,由以下按重量份计的原料组成:尿素55、硝酸钠45、磷酸脲45、磷矿粉28、硫酸钾40、氯化钾28、赤泥粉18、麦饭石10、硅藻土13、黏土18、生长调节剂28、改性高岭土18、改性食用菌菌渣35、植物处理剂24、改性玉米芯20。
  进一步,所述的生长调节剂,是将沼渣、牛粪和中药渣粉按l:(0.35~0.4):(0.65~0.75)的质量比混合,烘干、粉碎,过20~40目筛,用1~1. 5mol/L的氢氧化钠浸泡35~40min后,加入草酸,调节PH值为6.5,以1.2~1.5℃/min的速度将温度升至100~110℃,磁力搅拌器搅拌,加入草酸质量的0.25~0.3倍的双氧水,熬煮成含水量为25~30%的浸膏,干燥,粉碎即可。
  更进一步的,所述的中药渣中的成分如下:有机质55.79g/kg.全氮含量27g/kg,全磷含量2.06glkg,全钾含量6.Og/kg,铁含量2.41g/kg,锰含量1.46g/kg,铜含量0.028glkg,锌含量O.lOg/kg,钙含量8.62g/kg,镁含量2.llg/kg。
  进一步,所述的改性高岭土,是将高岭土和3.3~3.5mol/L的氢氧化钠按l:(1.5~2)的质量比混合,100~110℃恒温水浴下,磁力搅拌器搅拌35~55min,加入柠檬酸,调节PH值为7,180~200KHz的频率下超声处理25~30min,捞出,用石油醚浸泡2~3h,回收石油醚,在652~658℃,氮气保护下,煅烧1~1.5h,粉碎过20~40目筛即可。
  进一步,所述的改性食用菌菌渣,收集菌包,去除塑料袋以及霉变的部分,烘干,粉碎,加入酒石酸浸泡25~30min后,置于65~70℃下回流10~15min,加入沸石粉,所述沸石粉的质量为菌渣质量的0. 4-0.5倍,以4~5℃/min的速度将温度升至lOOr_ll0℃,磁力搅拌器搅拌1.1~1.3h,过滤,烘干,粉碎过20~40目筛即可。
  进一步,所述的植物处理剂,将香蒲、芦苇和蓝藻等质量混合,烘干,过20~40目筛,与淀粉按l:(0.3~0.35)的质量比混合得到混合物料,在5~6.5℃下,加入混合物料质量的1.5~2倍的丙烯酸,浸泡45~55min后,加热回收丙烯酸,在75~80℃下,加入混合物料质量的2~3倍的环氧树脂,磁力搅拌器搅拌35~55min,过滤,烘干,即可。
  进一步,所述的改性玉米芯,制备方法是将玉米芯,烘干至含水量为6~8wt%,粉碎过60~80目筛,加入草酸,草酸加入量是玉米芯质量的1.5~2倍,磁力搅拌器在50~55℃下搅拌25~30min后,加入玉米芯重量的0.3~0.35倍的膨润土,继续搅拌40~45min后,过滤,烘干即可。
  进一步,所述的尿素,硝酸钠,磷酸脲,总氮量≥51%;所述的磷酸脲,磷矿粉,以五氧化二磷计,总磷量≥45%:所述的硫酸钾,氯化钾,以氧化钾计,总钾量≥42%。
  2、高效土壤修复肥料的制备方法,包括以下步骤:
  (1)将尿素,硝酸钠,磷酸脲,磷矿粉,硫酸钾和氯化钾分别在各自的熔点下进行熔融处理,干燥,分别粉碎过20~40目筛后混合,在100~150次/min的振动频率下振动8~12min,得料l;
  (2)将赤泥粉,麦饭石,硅藻土和黏土混合,氮气保护下,在280~290℃下煅烧45~55min,粉碎过20~40目筛,得料2;
  (3)将生长调节剂,改性高岭土,改性食用菌菌渣,植物处理剂和改性玉米芯混合,加水搅拌调和,加热熬制成含水量为15~20wt%的膏状,得料3;
  (4)将料1和料2混合,通过造粒机造粒,烘干,在100~150次/min的振动频率上振动5~7min,将料3均匀涂覆在振动后的颗粒上,烘干即可。
  3、有益效果在于:
  1)本肥料营养丰富,含有作物必需的多种大量元素和微量营养元素,氮、磷、钾总养分≥65.2%,富含多种营养元素,本发明对土壤中钴脱除率达到91.7%以上,对土壤中的镍脱除率达到94.1%以上,对土壤中的锑脱除率达到96.9%以上,普通的肥料不具备修复土壤,且由于目前市售的肥料还含有部分重金属,使得土壤中的钴、镍、锑含量得到富集,增加了土壤的负荷,本发明的肥料不仅重金属脱除率高,还具有丰富的营养,以油菜为例,有效的促进了油菜的生长,亩产量相对于对照组,可增产9. 3~12.6%,实现丰产和脱除重金属的双重效益。
  2)本发明中的生长调节剂由沼渣、牛粪和中药渣加工制备而成,含有丰富的氮、磷、钾和大量的元素外,还含有对作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锰、钴等微量元素,还有大量的氨基酸和有益微生物等营养物质,在满足作物生长所需营养的供给外,还能保持土壤质地疏松,改善土壤结构。
  3)本发明中的改性高岭土,系对高岭土采用碱化、酸化和氮气保护下煅烧的改性方式制备而成,有效的增大了高岭土比表面积,增强了其离子的交换能力,改性后的高岭土,表面松散,且呈现明显的凹凸状,具有发达的内孔道和较大的外表面积,增加表面Si-OH官能团和改变表面性能,使高岭土具有优良的吸附性能。
  4)本发明中的改性食用菌菌渣富含生物活性物质,有机酸类,蛋白质,氨基酸等营养物质,能补充作物生长的营养需求,提高作物的抗逆性,通过酒石酸和沸石,在特定条件下对菌渣进行改性,改性后的菌渣中的蛋白质和多肽等大分子具有较强的重金属富集能力,激活菌渣表面活性物质,能改变重金属形态以及其生态毒性,从而起到修复重金属污染的目的。
  5)本发明中的植物处理剂通过采用对重金属具有富集作用的香蒲、芦苇和蓝藻,通过淀粉、丙烯酸和环氧树脂的改性,得到比表面积较大的接枝基团,有效的吸附重金属,同时,也有效的增强了肥料的总负电荷数,显著提高了对重金属的吸附能力。
  6)本发明中的改性玉米芯,通过草酸和膨润土进行改性后,有效激活王米芯表面的与重金属络合的活性官能团,改善孔结构,增大玉米芯表面的比表面积,增加活性官能团的数量,有效提升玉米芯的吸附能力,减少土壤的重金属含量。

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