本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑及制備方法。
背景技術(shù)：
磷石膏是指在磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣,其主要成分為硫酸鈣。磷石膏主要成份為：caso4·2h2o和caso4·1/2h2o，以caso4·2h2o為主要成分，此外還含有多種其他雜質(zhì)。
磷石膏一般呈粉狀，外觀一般是灰白、灰黃、淺綠等色，還含有有機(jī)磷、硫氟類(lèi)化合物，容重0.733-0.88g/cm3，顆粒直徑一般為5～15um,其主要成分為二水硫酸鈣，其含量一般可達(dá)到70～90％左右，其中所含的次要成分隨磷礦石產(chǎn)地不同而各異，一般都含有巖石成分ca、mg的磷酸鹽及硅酸鹽。我國(guó)目前每年排放磷石膏約2000萬(wàn)噸，累計(jì)排量近億噸，是石膏廢渣中排量最大的一種，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，嚴(yán)重污染環(huán)境。
世界濕法磷酸年總產(chǎn)量約2.6億t(以p2o5計(jì))，副產(chǎn)磷石膏約1.5億t，利用率僅4.3％-4.6％。預(yù)計(jì)中國(guó)到2015年磷肥(p2o5)需求量將達(dá)1.3億t，屆時(shí)磷石膏年排放量將超過(guò)2000萬(wàn)t，而利用率僅為2％-3％。堆放磷石膏不僅占用了大量土地，而且造成環(huán)境污染，因此有必要尋求磷石膏的合理利用途徑，以實(shí)現(xiàn)磷肥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和磷石膏的高度利用。
目前磷肥生產(chǎn)工業(yè)每年產(chǎn)生大量的工業(yè)磷石膏廢料，如不對(duì)磷石膏進(jìn)行加以利用，則會(huì)繼續(xù)惡性循環(huán)的污染環(huán)境，且讓資源大量浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑，主要要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服在目前我國(guó)磷肥生產(chǎn)工業(yè)每年產(chǎn)生大量的工業(yè)磷石膏廢料，如不對(duì)磷石膏進(jìn)行加以利用，則會(huì)繼續(xù)惡性循環(huán)的污染環(huán)境，且讓資源大量浪費(fèi)的缺陷。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑，包括以下重量份數(shù)的原料：
馬糞：50-90份；
純化磷石膏：70-150份；
中藥渣：160-190份；
枯草芽孢桿菌：1-10份；
秸稈：20-50份；
珍珠巖：20-50份；
硫酸鉀：10-30份；
糖：1-10份。
優(yōu)選地，所述馬糞的重量份數(shù)為60-80份。
優(yōu)選地，所述純化磷石膏的重量份數(shù)為100-150份。
優(yōu)選地，所述中藥渣的重量份數(shù)為170-180份。
優(yōu)選地，所述枯草芽孢桿菌的重量份數(shù)為2-8份。
優(yōu)選地，所述秸稈的重量份數(shù)為35-45份。
優(yōu)選地，所述珍珠巖的重量份數(shù)為35-45份。
優(yōu)選地，所述硫酸鉀的重量份數(shù)為10-30份。
優(yōu)選地，所述糖的重量份數(shù)為2-8份。
此外，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的制備方法，包括如下步驟：
步驟1：取萃取液，所述萃取液包括上相和下相，所述上相為環(huán)己烷，所述下相為正丁醇，將所述上相和所述下相按照1:2的體積比進(jìn)行混合后，加入磷石膏原料并振搖提取，過(guò)濾，減壓干燥，得純化磷石膏；
步驟2：將50-90份的馬糞、160-190份的中藥渣、20-50份的秸稈、1-10份的糖、1-10份的枯草芽孢桿菌，以及100-150份的水進(jìn)行混合，在進(jìn)行常壓發(fā)酵后，過(guò)濾干燥，得到馬糞藥渣發(fā)酵產(chǎn)品；
步驟3：取馬糞藥渣發(fā)酵產(chǎn)品，加入70-150份的純化磷石膏、20-50份的珍珠巖和10-30份的硫酸鉀進(jìn)行混合，即得。
本發(fā)明提供一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑及制備方法，其中所述磷石膏發(fā)酵土壤改良劑包括：馬糞：50-90份、純化磷石膏：70-150份、中藥渣：160-190份、枯草芽孢桿菌：1-10份、秸稈：20-50份、珍珠巖：20-50份、硫酸鉀：10-30份；糖：1-10份。通過(guò)對(duì)工業(yè)廢料磷石膏進(jìn)行廢物再利用，同時(shí)加入生物排泄物馬糞，工業(yè)廢料中藥渣，在加入谷草芽孢桿菌、秸稈、珍珠巖、硫酸鉀和糖，從而制備的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑，充分利用了工業(yè)廢料中的堿性和其中的多種元素，變廢為寶，可對(duì)保護(hù)和改良土壤環(huán)境產(chǎn)生很大的溢出，且降低了工業(yè)廢料對(duì)環(huán)境的污染，避免了讓資源大量浪費(fèi)的問(wèn)題。
具體實(shí)施方式
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，可以理解的是，以下僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，任何人在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所做的有限次的修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實(shí)施例一：
本實(shí)施例所涉及的組分含量按照表1制定含量給定。
本發(fā)明提供一種磷石膏發(fā)酵土壤改良劑，具體制備方法如下：
步驟1：取萃取液，所述萃取液包括上相和下相，所述上相為環(huán)己烷，所述下相為正丁醇，將所述上相和所述下相按照1:2的體積比進(jìn)行混合后，加入磷石膏原料并振搖提取，過(guò)濾，減壓干燥，得純化磷石膏；
工業(yè)生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的廢料磷石膏，其潔凈度較低，含有大量的雜質(zhì)，其含有的大量雜質(zhì)無(wú)法直接作為其他工業(yè)產(chǎn)品的原料進(jìn)行再利用，通過(guò)洗滌凈化、中和等方法可以對(duì)磷石膏進(jìn)行純化，但以上方法只能起到粗篩的目的，均無(wú)法洗掉其中的重金屬鹽和大量雜質(zhì)，且容易造成二次污染。本發(fā)明中采用的方法為萃取法，通過(guò)使用有機(jī)溶劑環(huán)己烷和正丁醇對(duì)工業(yè)廢料磷石膏進(jìn)行萃取，萃取后，可將磷石膏中的磷、硅和金屬氧化物進(jìn)行有效降低，達(dá)到對(duì)廢料磷石膏的有效純化。
首先進(jìn)行的為對(duì)萃取液的制備，分別為使用上相環(huán)己烷和下相正丁醇，相應(yīng)的，在上下相萃取液中可加入氨水、磷酸、乙醚、正己烷、醋酸等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取純化，將上下相溶劑進(jìn)行混合，再通過(guò)超聲半小時(shí)使其混勻，將磷石膏進(jìn)行粉碎并置入萃取液中，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)室中的分液漏斗、工業(yè)應(yīng)用的萃取設(shè)備，或高速逆流色譜的萃取設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的萃取流程。加入磷石膏原料后，可進(jìn)一步進(jìn)行超聲溶解，或通過(guò)搖床等設(shè)備進(jìn)行振搖，從而達(dá)到充分提取的目的，振搖后，再進(jìn)行濾過(guò)取不溶物質(zhì)，即為純化后的純化磷石膏，具體的，此過(guò)程和重復(fù)多次，以達(dá)到充分純化的效果。此外，萃取液可進(jìn)行反復(fù)利用，通過(guò)加裝萃取液過(guò)濾回流裝置，可將萃取液排出并反復(fù)利用。
萃取后，對(duì)純化磷石膏進(jìn)行干燥，可通過(guò)減壓干燥，或高溫干燥，從而使其中的結(jié)晶水達(dá)到去除的目的。
步驟2：將馬糞、中藥渣、秸稈、糖、枯草芽孢桿菌，以及水按照表1的比例進(jìn)行混合，在進(jìn)行常壓發(fā)酵后，過(guò)濾干燥，得到馬糞藥渣發(fā)酵產(chǎn)品；
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，馬糞為動(dòng)物馬的排泄糞便，要充分發(fā)揮馬糞的作用，首先要了解馬糞的特點(diǎn)，科學(xué)地積好馬糞肥，馬糞尿可以做成馬廄肥，但如果單獨(dú)積馬廄肥就沒(méi)有豬廄肥那樣的質(zhì)量，因?yàn)轳R糞粗，尿又少，白天馬又不在欄內(nèi)活動(dòng)，糞尿相對(duì)要少一點(diǎn)，要把馬糞和豬糞混在一起堆積漚制，貯存過(guò)程中馬糞的熱量大，就能促使豬圈肥充分腐熟，提高廄肥質(zhì)量。在高溫堆肥中摻上適當(dāng)?shù)鸟R糞，馬糞中的高溫性纖維分解細(xì)菌，可以加速堆肥的腐爛，提高堆肥溫度和糞便中的有害病菌和寄生蟲(chóng)卵，因此農(nóng)民在育苗時(shí)比如在育蔬菜苗時(shí)都要先做溫床，溫床的鋪底肥料一般都用馬糞做發(fā)熱料。
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，中藥渣為進(jìn)行中藥提取后未提取完全的藥物成分，其中有效成分約80％，其中包括有大量的木質(zhì)纖維，而這些制藥工業(yè)生產(chǎn)廢料多被當(dāng)做垃圾進(jìn)行清理、燃燒和掩埋，現(xiàn)有的處理方法有燃燒、掩埋、發(fā)酵等。但由于中藥渣廢棄物大多為濕物料且燃燒熱值低、焚燒成本高，此外焚燒中藥渣污染空氣，危害人體健康；中藥渣廢棄物的填埋占用大量土地，并會(huì)產(chǎn)生滲濾液和惡臭氣體，對(duì)周?chē)h(huán)境污染嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)提取后的中藥渣中含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、礦物質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較普通生物質(zhì)固廢高很多，容易被微生物利用，可發(fā)酵制取有機(jī)肥料，所得有機(jī)肥產(chǎn)品的有機(jī)質(zhì)含量高，具有改善土壤性質(zhì)、抑制土壤致病菌的生長(zhǎng)。
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱(chēng)。通常指小麥、水稻、玉米、薯類(lèi)、油菜、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物(通常為粗糧)在收獲籽實(shí)后的剩余部分。農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物有一半以上存在于秸稈中，秸稈富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機(jī)質(zhì)等，是一種具有多用途的可再生的生物資源，秸稈也是一種粗飼料。特點(diǎn)是粗纖維含量高(30％-40％)，并含有木質(zhì)素等。木質(zhì)素纖維素雖不能為豬、雞所利用，但卻能被反芻動(dòng)物牛、羊等牲畜吸收和利用。此外，含有水分和糖分較多的秸稈是很好的肥料原料，尤其是玉米秸稈、小麥秸稈等。
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，枯草芽孢桿菌為枯草芽孢桿菌(bacillussubtilis)，是芽孢桿菌屬的一種。單個(gè)細(xì)胞0.7～0.8×2～3微米，著色均勻。無(wú)莢膜，周生鞭毛，能運(yùn)動(dòng)。革蘭氏陽(yáng)性菌，芽孢0.6～0.9×1.0～1.5微米，橢圓到柱狀，位于菌體中央或稍偏，芽孢形成后菌體不膨大。菌落表面粗糙不透明，污白色或微黃色，在液體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí)，常形成皺醭。需氧菌?？衫玫鞍踪|(zhì)、多種糖及淀粉，分解色氨酸形成吲哚。在遺傳學(xué)研究中應(yīng)用廣泛，對(duì)此菌的嘌呤核苷酸的合成途徑與其調(diào)節(jié)機(jī)制研究較清楚。廣泛分布在土壤及腐敗的有機(jī)物中，易在枯草浸汁中繁殖，故名。
本發(fā)明通過(guò)將制藥工業(yè)生產(chǎn)的廢料中藥渣、農(nóng)作物廢料秸稈和生物排泄物馬糞進(jìn)行粉碎、混合后，加入糖，其中糖也可為工業(yè)生產(chǎn)剩余糖渣廢料，混合后，加入枯草芽孢桿菌進(jìn)行覆膜發(fā)酵，在常溫下經(jīng)過(guò)10-15天，其中發(fā)酵過(guò)程中，每天進(jìn)行攪拌混勻，以達(dá)到更好的發(fā)酵效果，約15天后得到馬糞藥渣發(fā)酵產(chǎn)品。
步驟3：取馬糞藥渣發(fā)酵產(chǎn)品，加入70-150份的純化磷石膏、20-50份的珍珠巖和10-30份的硫酸鉀進(jìn)行混合，即得。
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，因其具有珍珠裂隙結(jié)構(gòu)而得名。珍珠巖礦包括珍珠巖，黑曜巖和松脂巖。三者的區(qū)別在于珍珠巖具有因冷凝作用形成的圓弧形裂紋，稱(chēng)珍珠巖結(jié)構(gòu)，含水量2～6％；松脂巖具有獨(dú)特的松脂光澤，含水量6～10％；黑曜巖具有玻璃光澤與貝殼狀斷口，含水量一般小于2％。
本發(fā)明提供的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的各組分中，硫酸鉀(k2so4)是由硫酸根離子和鉀離子組成的鹽，通常狀況下為無(wú)色或白色結(jié)晶、顆?；蚍勰?。無(wú)氣味，味苦。質(zhì)硬?；瘜W(xué)性質(zhì)不活潑。在空氣中穩(wěn)定。密度2.66g/cm3。熔點(diǎn)1069℃。水溶液呈中性，常溫下ph約為7。1g溶于8.3ml水、4ml沸水、75ml甘油，不溶于乙醇。硫酸鉀的主要用途有血清蛋白生化檢驗(yàn)、凱氏定氮用催化劑、制備其他鉀鹽、化肥、藥物、制備玻璃、明礬等。
通過(guò)將步驟1中得到的純化磷石膏和步驟2中得到的馬糞中藥渣發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行混合，并依次加入20-50份的珍珠巖和10-30份的硫酸鉀進(jìn)行混合，混合過(guò)程具體可以通過(guò)槽混機(jī)、二維攪拌機(jī)或三維攪拌機(jī)進(jìn)行充分?jǐn)噭蚧旌?，即得?/p>
此外，在混合后，可進(jìn)一步通過(guò)高溫進(jìn)行烘干，或進(jìn)行制粒操作或粉碎操作，根據(jù)不同地形的不同需要進(jìn)行制備成相應(yīng)的劑型，以適應(yīng)不同的地理需要。
實(shí)施例2
按表1中實(shí)施例2的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例2的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例3
按表1中實(shí)施例3的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例3的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例4
按表1中實(shí)施例4的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例4的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例5
按表1中實(shí)施例5的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例5的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例6
按表1中實(shí)施例6的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例6的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例7
按表2中實(shí)施例7的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例7的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例8
按表2中實(shí)施例8的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例8的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例9
按表2中實(shí)施例9的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例9的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例10
按表2中實(shí)施例10的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例10的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例11
按表2中實(shí)施例11的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例11的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
實(shí)施例12
按表2中實(shí)施例12的組分的重量份數(shù)重復(fù)實(shí)施例1的步驟，生產(chǎn)實(shí)施例12的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
需要說(shuō)明的是，實(shí)施例1至實(shí)施例12所示出磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的實(shí)施例僅僅是較佳實(shí)施例枚舉，本領(lǐng)域技術(shù)人員參照實(shí)施例1至實(shí)施例12的示例，可以輕易生產(chǎn)與本發(fā)明性能相似的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑，例如，含有如下重量份數(shù)的組分：
馬糞：52份；
純化磷石膏：89份；
中藥渣：180份；
枯草芽孢桿菌：3.5份；
秸稈：22份；
珍珠巖：30份；
硫酸鉀：5份；
糖：1份。
表1實(shí)施例一～六的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑
表2實(shí)施例七～十二的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑
由表1和表2中實(shí)施例1-12的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑的不同重量份數(shù)的配比來(lái)開(kāi)，通過(guò)合理控制配方中各組分的比例關(guān)系，可生產(chǎn)處不同配比的磷石膏發(fā)酵土壤改良劑。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
發(fā)明人聲明，本發(fā)明通過(guò)上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程。并且即不意味著本發(fā)明應(yīng)依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。