基于廢物利用的環(huán)保型磷肥及其制備方法和應用
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明屬于肥料的施用技術(shù)領域，尤其設及一種環(huán)保型憐肥及其制備方法和應 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 憐是植物和動物基本的營養(yǎng)元素。全世界大多數(shù)的憐被食用作物W氮憐鐘肥料的 主要方式而消耗掉。憐酸鹽礦是全球唯一重要的憐來源，隨著憐礦資源的不斷開采，憐礦富 礦資源越來越少，據(jù)保守估計全球憐礦資源僅夠開發(fā)30-40年，樂觀估計也不超過100年， 因此開發(fā)利用含憐礦渣資源，提高憐酸鹽礦的憐品位，提高植物可利用性憐，是解決運一重 大問題的方法之一。
[0003] 傳統(tǒng)的憐肥通過化學方法生產(chǎn)得來，包括通過濃硫酸或鹽酸處理或其他混酸處 理，而運種酸處理能釋放憐酸鹽礦中的憐溶解。傳統(tǒng)利用憐酸鹽礦生產(chǎn)化學憐肥存在很多 問題，包括：1)使用大量強酸分解研磨后的憐酸鹽礦生產(chǎn)得來的憐肥，會伴隨產(chǎn)生二氧化 硫和強酸廢液等污染物，造成水、±、空氣的污染；2)憐酸鹽礦中原有的重金屬和其他污染 物也被活化。
[0004] 鑒于憐對植物營養(yǎng)的重要性，利用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)憐肥導致憐酸鹽礦憐的低效性和 環(huán)境污染的高風險性，現(xiàn)在有了很多活化憐酸鹽礦中憐的先進方法，例如憐酸鹽礦通過堆 肥生物處理不斷增加憐的溶解性、通過生物添加（增溶憐的微生物）來生產(chǎn)生物有機憐肥 等過程。運些方法也包括有機廢物的捜集、分類，憐酸鹽礦的混合，生物堆肥的混合，捜集、 分離、篩選有效增溶憐的微生物，W及優(yōu)化最適生長條件和新的調(diào)節(jié)植物生長的微生物，而 運些微生物產(chǎn)生的有機酸或其他有機化合物能增溶憐酸鹽礦中的憐?，F(xiàn)在運種利用微生物 激活憐酸鹽礦中的憐的方法也非常普遍，然而運些方法都會使憐酸鹽礦物中的重金屬轉(zhuǎn)化 成不穩(wěn)定的形態(tài)，存在潛在的重金屬污染風險。也有研究報道一些礦物與憐酸鹽礦混合能 增加憐酸鹽礦中憐的活性，例如有大田試驗結(jié)果表明施用娃肥有增加植物可利用憐含量的 可能，A.化11等也提出了施用娃肥后娃酸根離子和憐酸根離子間存在離子交換的可能性假 說，但運些報道都只是泛泛而談，尤其是在激活礦物的選擇及激活機理上還有待進一步的 研究，在激活效果上也不夠明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服W上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一 種既能激發(fā)憐的活性，同時還能減少重金屬毒性和保證食品安全的基于廢物利用的環(huán)保型 憐肥，并相應提供該環(huán)保型憐肥的制備方法及應用，該環(huán)保型憐肥產(chǎn)品由于同時具備憐肥 和娃肥的性質(zhì)，其能夠更好地促進植物生長，提高作物產(chǎn)量，增強植物的抗旱抗凍等抗逆性 能。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種基于廢物利用的環(huán)保型憐 月己，所述環(huán)保型憐肥主要是液態(tài)富含活性娃物質(zhì)處理與含憐廢礦物進行混合培養(yǎng)、并由液 態(tài)富含活性娃物質(zhì)激活含憐廢礦物后制備得到。
[0007] 上述的基于廢物利用的環(huán)保型憐肥，優(yōu)選的，所述含憐廢礦物為含憐尾礦、低品位 憐礦、含憐爐渣中的至少一種。特別優(yōu)選含憐爐渣，因為通過液態(tài)富含活性娃物質(zhì)與含憐爐 渣進行混合培養(yǎng)時，能更好地激活含憐爐渣中的植物可利用憐，同時避免其中所含的重金 屬和其他污染物的移動性降低。
[0008] 上述的基于廢物利用的環(huán)保型憐肥，更優(yōu)選的，所述含憐廢礦物的粒度在5mmW 下（特別優(yōu)選0.OOl~5mm)。
[0009] 上述的基于廢物利用的環(huán)保型憐肥，優(yōu)選的，所述液態(tài)富含活性娃物質(zhì)為單娃酸 溶液。更優(yōu)選的，所述單娃酸溶液中娃元素的濃度為100000~500000mg/L或所述單娃酸 溶液中娃元素的質(zhì)量百分含量為10% -50%。
[0010] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的環(huán)保型憐肥的制備方法，包括W下步驟：
[0011] a)準備含憐廢礦物，對含憐廢礦物進行研磨W增加其比表面積；
[0012] b)將上述研磨后的含憐廢礦物與液態(tài)富含活性娃物質(zhì)進行充分混合；
[0013] C)向上述充分混合后的混合料中加水W開始進行培養(yǎng)解化；
[0014] d)上述培養(yǎng)解化完成后，干燥培養(yǎng)解化后的混合物；
[0015] e)對干燥后的混合物進行造粒，得到環(huán)保型憐肥。
[0016] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述含憐廢礦物與液態(tài)富含活性娃物質(zhì)的混合質(zhì)量比 為 1 : 1 ~50 : 1。
[0017] 上述的制備方法，優(yōu)選的：所述培養(yǎng)解化的濕度（此處的濕度為培養(yǎng)解化環(huán)境中 空氣的濕度）控制在35%~85%;所述培養(yǎng)解化的溫度為0°C~40°C;所述培養(yǎng)解化的時 間為1周~8周。
[0018] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的環(huán)保型憐肥作為農(nóng)作物復合憐 娃肥的應用。
[0019] W上本發(fā)明的技術(shù)方案主要基于W下原理：經(jīng)過我們的反復實驗，我們研究了不 同娃源（例如二氧化娃、硅膠、娃藻±等）對含憐廢礦物中憐的激活效果，我們發(fā)現(xiàn)液態(tài)富 含活性娃物質(zhì)（尤其是單娃酸）濃度增加會有助于難溶憐酸巧、憐酸侶、憐酸鐵、憐酸儘對 單娃酸的吸附，使憐酸根離子與娃酸根發(fā)生離子交換的反應過程。
[0020] 另外，我們實驗的幾種不同±壤中植物可利用憐和單娃酸的線性相關表明，富含 腐殖質(zhì)±壤和栗色±壤中單娃酸含量和可移動憐相關系數(shù)分別為r= 0. 63和r= 0. 75。 通過向±壤系統(tǒng)中加入單娃酸能促進植物中的不可利用憐向可利用憐的轉(zhuǎn)化。同時，單娃 酸還能和重金屬反應從而產(chǎn)生沉淀或使之轉(zhuǎn)化成不溶解態(tài)。鑒于含憐廢礦物中的成分組成 及單娃酸類液態(tài)富含活性娃物質(zhì)所具有的效果，在常溫條件下，單娃酸和含憐廢礦物反應 能增加含憐廢礦物中憐的溶解性和降低含憐廢礦物中重金屬的溶解性。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的制備方法既能激發(fā)憐的活性，同時 還能減少重金屬的移動性和其他有毒物質(zhì)的毒性，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的憐肥中重金 屬和其他有毒物質(zhì)含量超標、憐肥施入農(nóng)田±壤后導致±壤重金屬超標、進而在農(nóng)作物中 累積引發(fā)的食品安全等問題。通過本發(fā)明方法激活含憐廢礦物形成的終端憐肥產(chǎn)品含有高 含量的植物可利用憐、植物可利用娃和低濃度的可溶性重金屬及其他污染物，能有效減少 全球憐礦資源的開發(fā)，有利于減緩日益增加的憐肥需求和全球憐礦資源有限的突出矛盾，W提供優(yōu)質(zhì)環(huán)保憐肥，提高其在我國甚至在全球憐肥市場的占有率，同時為我國開發(fā)生產(chǎn) 綠色環(huán)保憐肥提供新的思路。
[0022] 此外，本發(fā)明的環(huán)保型憐肥產(chǎn)品由于同時具備憐肥和娃肥的性質(zhì)，其能夠更好地 促進植物生長，提高作物產(chǎn)量，增強植物的抗旱抗凍等抗逆性能，減少對其他無機及有機肥 料的施用量。
【具體實施方式】
[0023] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述， 但本發(fā)明的保護范圍并不限于W下具體的實施例。
[0024] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領域技術(shù)人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明 的保護范圍。
[0025] 除非另有特別說明，本發(fā)明中用到的各種原材料、試劑、儀器和設備等均可通過市 場購買得到或者可通過現(xiàn)有方法制備得到。 陽0%] 實施例1 :
[0027] 一種本發(fā)明的基于廢物利用的環(huán)保型憐肥，其主要是通過液態(tài)富含活性娃物質(zhì)與 含憐廢礦物進行混合培養(yǎng)、并由液態(tài)富含活性娃物質(zhì)激活含憐廢礦物后制備得到。
[0028] 本實施例中的含憐廢礦物采用來自憐酸鹽工業(yè)的含憐爐渣（娃酸巧公司，美國， 田納西州），并分別采用單娃酸溶液狂umsil，TerraTech.Inc.，美國，佛羅里達州）、娃藻 ± (Pa化arramine,澳大利亞，昆：t蘭北部）作為富含活性娃物質(zhì)材料，其中娃藻±作為對 照，具體按W下步驟進行制備：
[0029]a)準備含憐爐渣，對含憐爐渣進行研磨W增加其比表面積；含憐爐渣的粒度控制 在 0.OOl~5mm;
[0030] b)將上述研磨后的含憐爐渣與單娃酸溶液進行充分混合；設置含憐爐渣和單娃 酸溶液的混合質(zhì)量比例為2 : 1和1 : 1 ;
[0031] C)向上述充分混合后的混合料中加水W開始進行培養(yǎng)解化；培養(yǎng)解化的濕度控 制在35%~40% ;培養(yǎng)解化的溫度為24°C;培養(yǎng)解化的時間為1周；
[0032] d)上述培養(yǎng)解化完成后，干燥培養(yǎng)解化后的混合物；在溫度85°C下干燥3天；
[0033] e)對干燥后的混合物進行研磨，過Imm篩造粒，得到環(huán)保型憐肥。
[0034] W上每個處理3個重復。設置娃藻±作為對比例，使含憐爐渣和娃藻±的混合比 例為2 : 1和1 : 1，其余步驟與上述單娃酸溶液的實施步驟相同。
[0035] 按照ElliotandSnyder(1991)的方法，用高溫滅菌鍋消解培養(yǎng)前后的含憐爐渣、 娃藻±中的全娃含量，用硝酸消解培養(yǎng)前后含憐爐渣中的重金屬。單娃酸中全娃和化、Mg、 口、化、41、化、？6和化的全量則直接用1〔?-065任6'1^11￡11116'化^111曰53000￥)測定。全 娃和化、1旨、？、化、41、化、？6、化的全量測定結(jié)果見下表1。
[0036] 表1 :所測材料中基本元素的總含量（％ )
[0037]
陽038] n/d-未檢測出。
[0039] 為檢驗含憐爐渣被液態(tài)富含活性娃物質(zhì)處理前后植物可利用憐含量和重金屬活 動性的變化，采用人工氣候培養(yǎng)箱培養(yǎng)大麥化ordiumvilgareL)，在體積為IL的盆子中 放入作為生長介質(zhì)的洗凈的石英砂化g，分別施加上述本實施例的環(huán)保型憐肥，同時W未 通過液態(tài)富含活性娃物質(zhì)處理的含憐爐渣為對照，施用量為Ig/kg，每個處理3個重復， 每盆放入10顆大麥種子，每天誘水50ml，控制氣候箱中的白天溫度為24±2°C，晚上溫度 為20±2°C，光照時間12小時，光密度為950