本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種高活性腐殖酸鈣鎂硅肥。

背景技術(shù)：

1、在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，腐殖酸類肥料因其改良土壤、促進(jìn)作物生長(zhǎng)的顯著效果而被廣泛應(yīng)用。然而，現(xiàn)有腐殖酸硅鈣鎂肥料存在諸多技術(shù)缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2、1.原料來(lái)源多樣性造成肥效釋放不夠均勻，致使作物對(duì)養(yǎng)分的吸收呈現(xiàn)不穩(wěn)定性。

3、2.部分肥料成分在土壤中易于被固定，從而降低了其利用率。

4、3.生產(chǎn)成本的相對(duì)較高，制約了鈣鎂硅肥料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

5、4.缺乏針對(duì)性的改良措施，導(dǎo)致無(wú)法滿足不同作物和土壤類型對(duì)肥料的特殊需求。

6、5.生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，進(jìn)而影響生產(chǎn)效率。

7、6.長(zhǎng)期使用可能會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響，例如土壤板結(jié)等問(wèn)題。

8、7.在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中，鈣鎂硅肥料易于受潮、結(jié)塊，進(jìn)而影響其使用效果。

9、8.在某些特定環(huán)境條件下，肥料中的有效成分可能迅速降解，導(dǎo)致有效期縮短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高活性腐殖酸鈣鎂硅肥。

2、本發(fā)明提供了一種高活性腐殖酸鈣鎂硅肥，包括如下原料：腐殖酸、鈣、硅和鎂。

3、本發(fā)明還提供了一種高活性腐殖酸鈣鎂硅肥的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

4、步驟1：采用熱化學(xué)活化工藝處理腐殖酸原料，制備高活性腐殖酸產(chǎn)品；

5、子步驟1：利用回轉(zhuǎn)式熱反應(yīng)器對(duì)腐殖酸原料進(jìn)行熱脫水處理，得到預(yù)熱處理腐殖酸物料。

6、將腐殖酸原料(含腐殖酸≥70％)置于回轉(zhuǎn)式熱反應(yīng)器中，在90-110℃的溫度下加熱30-45分鐘，使腐殖酸中的水分含量降至5％以下，獲得預(yù)熱處理的腐殖酸物料。

7、回轉(zhuǎn)式熱反應(yīng)器是一種帶有旋轉(zhuǎn)筒體的熱處理設(shè)備，其輸入為腐殖酸原料，輸出為水分含量降低的預(yù)熱處理腐殖酸物料。

8、子步驟2：使用堿性活化處理法對(duì)預(yù)熱處理腐殖酸物料進(jìn)行活化，制得初級(jí)活化腐殖酸物料；

9、在預(yù)熱處理的腐殖酸物料中添加活化劑(由氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉按照質(zhì)量比3:1:1配制而成)，活化劑添加量為腐殖酸物料質(zhì)量的8-12％，在回轉(zhuǎn)式熱反應(yīng)器中于120-140℃條件下反應(yīng)1-2小時(shí)，獲得初級(jí)活化腐殖酸物料。堿性活化處理法是通過(guò)堿性物質(zhì)使腐殖酸分子中的羧基、酚羥基等官能團(tuán)充分暴露并活化的化學(xué)處理方法。

10、子步驟3：采用絡(luò)合增效技術(shù)處理初級(jí)活化腐殖酸物料，生產(chǎn)高活性腐殖酸產(chǎn)品；

11、向初級(jí)活化腐殖酸物料中添加絡(luò)合劑(由檸檬酸、乙二胺四乙酸按照質(zhì)量比4:1配制而成)，絡(luò)合劑添加量為初級(jí)活化腐殖酸物料質(zhì)量的3-5％，在60-80℃條件下攪拌反應(yīng)45-60分鐘，獲得高活性腐殖酸產(chǎn)品。該高活性腐殖酸產(chǎn)品具有更多暴露的羧基和酚羥基，與金屬離子的絡(luò)合能力提高30-50％。絡(luò)合增效技術(shù)是通過(guò)添加具有強(qiáng)絡(luò)合能力的有機(jī)酸，提高腐殖酸與金屬元素結(jié)合能力的處理方法。

12、步驟2：采用多級(jí)孔隙調(diào)控工藝加工二氧化硅原料，制備特定孔徑分布的多孔硅材料。

13、子步驟1：通過(guò)球磨活化處理二氧化硅原料，制備初級(jí)活化二氧化硅粉體；

14、將工業(yè)級(jí)二氧化硅原料(sio2含量≥95％)與堿性調(diào)控劑(由碳酸鈉、碳酸鉀按質(zhì)量比3:1配制而成)混合，堿性調(diào)控劑添加量為二氧化硅原料質(zhì)量的6-8％，在球磨機(jī)中干法球磨3-4小時(shí)，獲得初級(jí)活化的二氧化硅粉體。球磨機(jī)是利用研磨體的沖擊和研磨作用，對(duì)物料進(jìn)行粉碎和活化的設(shè)備，其輸入為二氧化硅原料和堿性調(diào)控劑混合物，輸出為表面活性增強(qiáng)的初級(jí)活化二氧化硅粉體。

15、子步驟2：利用孔隙誘導(dǎo)混合法處理初級(jí)活化二氧化硅粉體，制備多孔硅預(yù)混料；

16、將初級(jí)活化的二氧化硅粉體與孔隙形成劑(由微晶纖維素、聚乙二醇4000按質(zhì)量比2:1配制而成)混合，孔隙形成劑添加量為初級(jí)活化的二氧化硅粉體質(zhì)量的15-20％，在混合造粒機(jī)中濕法混合15-20分鐘，獲得造粒前的多孔硅預(yù)混料?？紫墩T導(dǎo)混合法是通過(guò)添加可在后續(xù)熱處理過(guò)程中分解或熔出的有機(jī)物質(zhì)，在材料中形成特定孔隙結(jié)構(gòu)的技術(shù)方法。

17、子步驟3：采用盤(pán)式造粒技術(shù)加工多孔硅預(yù)混料，生產(chǎn)濕態(tài)多孔硅顆粒；

18、將造粒前的多孔硅預(yù)混料在盤(pán)式造粒機(jī)中造粒，噴水量控制在預(yù)混料質(zhì)量的25-30％，轉(zhuǎn)速控制在20-25rpm，傾角35-40°，造粒時(shí)間25-35分鐘，獲得濕態(tài)多孔硅顆粒。盤(pán)式造粒機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)狀設(shè)備，利用離心力和物料自身重力使顆粒逐漸長(zhǎng)大的設(shè)備，其輸入為多孔硅預(yù)混料和水，輸出為成型的濕態(tài)多孔硅顆粒。

19、子步驟4：使用熱處理工藝加工濕態(tài)多孔硅顆粒，制備特定孔徑分布的多孔硅材料；

20、將濕態(tài)多孔硅顆粒在隧道式干燥機(jī)中于130-150℃干燥1.5-2小時(shí)，再在回轉(zhuǎn)窯中于600-700℃煅燒0.5-1小時(shí)，最后冷卻至室溫，獲得特定孔徑分布的多孔硅材料。該材料具有1-100nm范圍內(nèi)的多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)200-250m2/g，總孔容為0.8-1.2cm3/g。隧道式干燥機(jī)是一種連續(xù)輸送帶式干燥設(shè)備，回轉(zhuǎn)窯是一種旋轉(zhuǎn)筒體式高溫?zé)崽幚碓O(shè)備，兩者組合使用可完成物料的干燥、煅燒和孔隙調(diào)控。

21、步驟3：應(yīng)用元素負(fù)載工藝處理多孔硅材料，制備鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料。

22、子步驟1：采用高溫液相負(fù)載法處理特定孔徑分布的多孔硅材料，制備初步負(fù)載的鈣鎂-硅復(fù)合物；

23、將步驟2獲得的特定孔徑分布的多孔硅材料置于負(fù)載反應(yīng)釜中，加入氧化鈣和硫酸鎂溶液(濃度為15-20％)，液固比為3:1，在70-80℃條件下攪拌反應(yīng)2-3小時(shí)，期間保持ph值在8.5-9.5之間，獲得初步負(fù)載的鈣鎂-硅復(fù)合物。高溫液相負(fù)載法是利用溫度提高離子遷移速率和溶解度，促進(jìn)多孔載體對(duì)目標(biāo)元素吸附和固定的工藝方法，負(fù)載反應(yīng)釜是一種具有溫度控制和攪拌功能的反應(yīng)容器。

24、子步驟2：使用微量元素強(qiáng)化技術(shù)處理初步負(fù)載的鈣鎂-硅復(fù)合物，制備多元素負(fù)載的復(fù)合物；

25、向初步負(fù)載的鈣鎂-硅復(fù)合物中添加功能性微量元素溶液(含硼0.5-1％、鋅0.3-0.6％、錳0.2-0.4％、鐵0.3-0.5％)，微量元素溶液添加量為初步負(fù)載的鈣鎂-硅復(fù)合物質(zhì)量的5-8％，在60-70℃條件下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1-1.5小時(shí)，獲得多元素負(fù)載的復(fù)合物。微量元素強(qiáng)化技術(shù)是通過(guò)補(bǔ)充植物所需的微量元素，提高肥料綜合功效的工藝方法。

26、子步驟3：采用真空過(guò)濾干燥工藝處理多元素負(fù)載的復(fù)合物，生產(chǎn)鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料；

27、將多元素負(fù)載的復(fù)合物在真空過(guò)濾機(jī)上過(guò)濾，然后在60-80℃條件下干燥8-12小時(shí)，獲得干燥的鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料。該材料中cao含量為25-30％，mgo含量為10-15％，sio2含量為45-50％，微量元素總含量為1-2％。真空過(guò)濾干燥工藝是先通過(guò)減壓過(guò)濾去除多余液相，再通過(guò)干燥去除殘留水分的工藝方法。

28、步驟4：運(yùn)用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝組合原材料，制造層狀遞進(jìn)式釋放的營(yíng)養(yǎng)單元。

29、子步驟1：應(yīng)用均質(zhì)混合技術(shù)處理高活性腐殖酸產(chǎn)品和鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料，制備基礎(chǔ)混合材料

30、將步驟1獲得的高活性腐殖酸產(chǎn)品與步驟3獲得的鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料，按照質(zhì)量比1:2混合，在雙軸混合機(jī)中混合20-30分鐘，獲得基礎(chǔ)混合材料。雙軸混合機(jī)是一種具有兩個(gè)相互嚙合攪拌軸的混合設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的高效均質(zhì)混合，其輸入為高活性腐殖酸產(chǎn)品和鈣鎂負(fù)載型多孔硅復(fù)合材料，輸出為均勻的基礎(chǔ)混合材料。

31、子步驟2：采用差異化配方制備技術(shù)加工基礎(chǔ)混合材料，生產(chǎn)五種不同功能的層狀材料

32、根據(jù)不同層位的養(yǎng)分釋放要求，分別制備5種不同功能的層狀配方：

33、1、采用速效成分配比技術(shù)處理基礎(chǔ)混合材料，制備速效釋放層材料；

34、將基礎(chǔ)混合材料與速效性養(yǎng)分(由尿素、磷酸二氫鉀按質(zhì)量比3:2配制而成)按質(zhì)量比4:1混合，添加4-6％的速溶性有機(jī)質(zhì)(由海藻提取物、氨基酸按質(zhì)量比1:1配制而成)，在混合造粒機(jī)中混合15-20分鐘，獲得速效釋放層材料。速效成分配比技術(shù)是通過(guò)添加易溶解、快速釋放的養(yǎng)分組分，實(shí)現(xiàn)短期速效養(yǎng)分供應(yīng)的配方設(shè)計(jì)方法。

35、2、采用中效成分配比技術(shù)處理基礎(chǔ)混合材料，制備中效釋放層材料；

36、將基礎(chǔ)混合材料與中效性養(yǎng)分(由硝酸銨鈣、過(guò)磷酸鈣按質(zhì)量比1:1配制而成)按質(zhì)量比3:1混合，添加3-5％的土壤改良劑(由腐植酸鈉、聚天冬氨酸按質(zhì)量比4:1配制而成)，在混合造粒機(jī)中混合15-20分鐘，獲得中效釋放層材料。中效成分配比技術(shù)是通過(guò)添加溶解度適中的養(yǎng)分組分，實(shí)現(xiàn)中期穩(wěn)定養(yǎng)分供應(yīng)的配方設(shè)計(jì)方法。

37、3、直接使用基礎(chǔ)混合材料作為平衡釋放層材料；

38、采用緩效成分配比技術(shù)處理基礎(chǔ)混合材料，制備緩效釋放層材料；

39、將基礎(chǔ)混合材料與緩效性養(yǎng)分(由聚合尿素、聚磷酸銨按質(zhì)量比2:1配制而成)按質(zhì)量比3:1混合，添加4-6％的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)改良劑(由聚丙烯酰胺、殼聚糖按質(zhì)量比3:2配制而成)，在混合造粒機(jī)中混合15-20分鐘，獲得緩效釋放層材料。緩效成分配比技術(shù)是通過(guò)添加溶解度較低、釋放較慢的養(yǎng)分組分，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期持續(xù)養(yǎng)分供應(yīng)的配方設(shè)計(jì)方法。

40、4、采用長(zhǎng)效成分配比技術(shù)處理基礎(chǔ)混合材料，制備長(zhǎng)效核心層材料；

41、將基礎(chǔ)混合材料與長(zhǎng)效性養(yǎng)分(由包膜控釋尿素、硫包衣磷酸二銨按質(zhì)量比1:1配制而成)按質(zhì)量比5:2混合，添加5-8％的根系刺激劑(由水解蛋白、腐殖酸鉀按質(zhì)量比2:3配制而成)，在混合造粒機(jī)中混合15-20分鐘，獲得長(zhǎng)效核心層材料。長(zhǎng)效成分配比技術(shù)是通過(guò)添加包膜或特殊處理的超長(zhǎng)效養(yǎng)分組分，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)期養(yǎng)分釋放的配方設(shè)計(jì)方法。

42、5、使用多層擠壓成型技術(shù)處理五種不同功能的層狀材料，制備初始層狀結(jié)構(gòu)顆粒；

43、按照由內(nèi)到外的順序，依次將5種不同功能的層狀材料在多層擠壓造粒機(jī)中進(jìn)行層狀組裝，控制各層的質(zhì)量比為第5層:第4層:第3層:第2層:第1層＝1:1.5:2:1.5:1，擠壓壓力控制在15-20mpa，獲得初始的層狀結(jié)構(gòu)顆粒。多層擠壓造粒機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)同心層狀結(jié)構(gòu)成型的專用設(shè)備，通過(guò)多個(gè)喂料口和擠壓頭，將不同功能的物料按照設(shè)定的層次結(jié)構(gòu)擠壓成型。

44、6、采用滾筒整形技術(shù)處理初始層狀結(jié)構(gòu)顆粒，生產(chǎn)層狀遞進(jìn)式釋放的營(yíng)養(yǎng)單元；

45、將初始的層狀結(jié)構(gòu)顆粒在滾筒整形機(jī)中整形15-25分鐘，控制滾筒轉(zhuǎn)速為15-20rpm，獲得形狀規(guī)則的層狀營(yíng)養(yǎng)單元，顆粒粒徑范圍為3-5mm。不同層位具有不同的養(yǎng)分釋放周期：最外層(第1層)養(yǎng)分釋放期為0-3個(gè)月；第2層為3-6個(gè)月；第3層為6-12個(gè)月；第4層為12-24個(gè)月；最內(nèi)層(第5層)為24-36個(gè)月。滾筒整形機(jī)是一種通過(guò)物料在旋轉(zhuǎn)筒體中相互碰撞和摩擦，使顆粒表面光滑、形狀規(guī)則的設(shè)備。

46、步驟5：采用密度強(qiáng)化與表面保護(hù)工藝處理層狀營(yíng)養(yǎng)單元，制造高強(qiáng)度腐殖酸硅鈣鎂肥成品

47、子步驟1：利用高壓壓縮技術(shù)處理層狀遞進(jìn)式釋放的營(yíng)養(yǎng)單元，制備高密度壓實(shí)顆粒；

48、將步驟4獲得的層狀遞進(jìn)式釋放的營(yíng)養(yǎng)單元置于高壓壓縮機(jī)中進(jìn)行壓實(shí)處理，壓力控制在25-30mpa，處理時(shí)間30-45秒，獲得高密度壓實(shí)顆粒。該壓實(shí)處理使顆粒密度從原來(lái)的1.2-1.4g/cm3提高到1.8-2.2g/cm3，顆?？箟簭?qiáng)度從原來(lái)的15-20n提高到45-55n。高壓壓縮機(jī)是一種能夠施加高壓力使物料致密化的設(shè)備，通過(guò)瞬時(shí)高壓作用增加顆粒的密度和硬度。

49、子步驟2：采用硅酸鹽表面硬化技術(shù)處理高密度壓實(shí)顆粒，生產(chǎn)表面硬化的肥料顆粒；

50、將高密度壓實(shí)顆粒在表面硬化裝置中進(jìn)行表面硬化處理，采用硅酸鹽硬化劑(由硅酸鈉、硫酸鋁按質(zhì)量比3:1配制而成)噴涂，硬化劑用量為顆粒質(zhì)量的1-2％，噴涂后在90-110℃條件下熱處理15-20分鐘，獲得表面硬化的肥料顆粒。硅酸鹽表面硬化技術(shù)是通過(guò)硅酸鹽類無(wú)機(jī)物在顆粒表面形成堅(jiān)硬保護(hù)層的工藝方法，表面硬化裝置是一種能夠均勻噴涂并熱處理物料表面的設(shè)備。

51、子步驟3：使用憎水性表面處理工藝加工表面硬化的肥料顆粒，制備高強(qiáng)度腐殖酸硅鈣鎂肥成品；

52、將表面硬化的肥料顆粒在抗風(fēng)化處理裝置中進(jìn)行抗風(fēng)化處理，采用憎水性處理劑(由硅烷偶聯(lián)劑kh-570、蠟乳液按質(zhì)量比1:4配制而成)進(jìn)行表面噴涂，處理劑用量為顆粒質(zhì)量的0.5-1％，噴涂后在50-70℃條件下干燥30-45分鐘，獲得高強(qiáng)度腐殖酸硅鈣鎂肥成品。該成品具有顯著的耐水性和抗風(fēng)化性能，在80％相對(duì)濕度環(huán)境下存放30天質(zhì)量損失率低于0.5％。憎水性表面處理工藝是通過(guò)在顆粒表面形成憎水保護(hù)膜，防止水分和空氣侵入顆粒內(nèi)部的工藝方法。

53、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的高活性腐殖酸鈣鎂硅肥在原料中添加腐殖酸大大提升了肥效利用率，使用作物達(dá)到均衡吸收。

54、充份釋放土壤中沒(méi)有被吸收的元素，增加土壤活性使作物充份吸收各類元素。

55、通過(guò)腐殖酸鈣鎂硅肥的使用，可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的保水保肥能力，從而減少化肥的使用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。

56、該肥料的開(kāi)發(fā)有助于減少化肥對(duì)環(huán)境的污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

57、腐殖酸鈣鎂硅肥的推廣使用，將有助于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，滿足市場(chǎng)對(duì)綠色、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的需求。

58、目前我國(guó)耕地的理化現(xiàn)狀：我國(guó)的耕地普遍酸化板結(jié)缺鈣、有機(jī)質(zhì)、大多數(shù)耕地土壤缺少鈣元素，中微量元素缺失嚴(yán)重。約有80％的耕地已退化成中低產(chǎn)田，進(jìn)入老齡化狀態(tài)，生產(chǎn)能力不斷的下降。修復(fù)土壤，進(jìn)行科學(xué)合理的平衡施肥，向土壤中補(bǔ)充腐殖酸及中微量元素是必然的趨勢(shì)。

59、本發(fā)明提出的方法制備出了具有以下技術(shù)效果和產(chǎn)品特性的高效肥料：

60、具有高密度(1.8-2.2g/cm3)和高強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度45-55n)特性，能夠保持顆粒完整性，適應(yīng)機(jī)械化深施作業(yè)，確保肥料能被完整輸送到40-60cm的深層土壤中，克服了傳統(tǒng)肥料強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

61、采用五層遞進(jìn)式釋放結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)3年的養(yǎng)分持續(xù)供應(yīng)，顯著降低施肥頻次和成本。各層養(yǎng)分釋放期依次為：最外層0-3個(gè)月、第二層3-6個(gè)月、第三層6-12個(gè)月、第四層12-24個(gè)月、最內(nèi)層24-36個(gè)月，能夠針對(duì)不同生長(zhǎng)階段和不同深度根系提供精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。

62、中的腐殖酸經(jīng)過(guò)熱化學(xué)活化處理，活性顯著提高，與鈣鎂硅元素形成穩(wěn)定絡(luò)合物，能夠有效改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和陽(yáng)離子交換能力，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，優(yōu)化土壤ph值至適宜范圍(6.5-7.5)。

63、具有優(yōu)異的土壤改良效果，能夠打破犁底層，改善土壤通透性，促進(jìn)深層根系發(fā)育。施用后能使深層土壤的容重降低約20％，孔隙度提高約15-20％，土壤硬度降低約50％。

64、表面經(jīng)過(guò)特殊憎水處理，具有優(yōu)異的耐水性和抗風(fēng)化性能，存儲(chǔ)穩(wěn)定性好，不易結(jié)塊，便于運(yùn)輸和保存。

65、綜上所述，本發(fā)明中的腐殖酸硅鈣鎂肥生產(chǎn)方法，能夠生產(chǎn)出具有高活性、高強(qiáng)度、多層次遞進(jìn)式釋放結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新型肥料產(chǎn)品，該產(chǎn)品適用于果園等經(jīng)濟(jì)作物的土壤改良和養(yǎng)分供應(yīng)，能有效解決深層土壤板結(jié)、養(yǎng)分不均等問(wèn)題，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。