[发明专利]一种粉煤灰凝胶缓释肥料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于缓释肥料领域，特别涉及一种粉煤灰凝胶缓释肥料及其制备方法。

背景技术

中国是农业大国，随着农业技术的不断发展，肥料在农业中的地位越来越重要，但是传统化肥在粮食增长的贡仅献率为46.3%，因为在农业生产过程中，传统肥料的大量淋失和挥发使土壤肥力下降，农作物质量降低，造成大量的经济损失，同时还会对土壤环境造成环境。此外，中国的水资源严重匮乏，用于农作耕种的水源更是尤为珍贵，农业发展的方向逐渐向资源节约型转化，将灌溉和施肥同时进行，即实行水肥一体化成为农业发展的必要趋势。因此，为了适合水肥一体化，提高肥料利用率，需要寻找新型肥料代替传统肥料。

目前适合水肥一体化的新型肥料主要是水溶肥。水溶肥是一种完全溶于水的多元复合肥料，能迅速的溶解在水中，容易被作物吸收，提高肥料利用率，适用于喷滴灌等农业设施，可以实现水肥一体化。但是水溶肥在实际使用过程中仍存在以下问题：一是在水肥一体化施肥过程中，水肥易集中在较小的区域，长期高浓度的施肥会对作物根系造成“厌肥症”；二是由于水溶肥的溶解速率快，作物在一定时期内对养分的吸收有限，肥料养分很容易随着水土流失，造成水溶肥的浪费。

中国专利公开号CN102924188A公开了一种磷酸钾铵复合水溶肥，直接将氮源、磷源、钾源和微量元素简单混合，溶解性好，但是在灌溉施肥中的磷肥容易被土壤固定，很难达到有效供给作物根部的目的，同时多余的氮、钾肥易随水分流失，造成肥料养分的浪费。

中国专利公开号CN103539508A公开了一种大量元素水溶肥料及其制备方法，该方法将尿素、磷酸一铵、硫酸钾或氯化钾等混合搅拌，再加入磷酸、腐殖酸和硼酸进行混合搅拌，解决硫酸钾或氯化钾的溶解问题，但是在实际使用过程中，由于各组分水含量较高，很容易结块，各种化合物直接混合容易发生反应产生一些水不溶物，在喷施过程中容易堵塞喷头。

缓释肥的养分释放速度和数量具有一定的可控性，可以根据作物生长需要释放养分，一次施用就可满足作物各个生产阶段的需求，提高肥料的利用率。但目前的缓释肥均为固体施肥方式，如中国专利号CN102826920A公开的一种以珍珠岩为载体的复混缓释肥料、中国专利公开号CN103333033A公开的低甲醛脲醛树脂-石膏-膨润土基缓释肥料的制备方法、中国专利公开号为CN102910977A公开的一种复合型缓释肥料及其制备方法和应用等，均采用的是不溶或难溶型化合物对肥料进行包裹或负载，不能溶解在水中，因此不能实现水肥一体化，造成人力资源及时间的浪费。

根据上述，为了提高肥料的使用效率，需要进一步研发既能适合水肥一体化，又能提高肥料利用率即保持缓释性能的新型肥料。

发明内容

本发明针对上述不足与缺陷，提出一种粉煤灰凝胶缓释肥料。该缓释肥利用燃料厂的主要固体废弃物-粉煤灰为原料，通过离子束照射改性，采用活性激发剂激发使其形成硅铝酸盐微凝胶，该微凝胶具有三维网络结构，比表面积增大，具有较强的吸附能力，可以吸附大量的化肥，使化肥固定在网络结构中，降低肥料分子的迁移率和挥发性，达到缓释的效果。该缓释肥能分散在水溶液中形成凝胶，可以和水一起灌溉，凝胶在水溶液中吸水溶胀，固定在凝胶网络结构中的肥料养分达到释放，可以实现水肥一体化。本发明进一步的目的是提供一种粉煤灰凝胶缓释肥料的制备方法。

一种粉煤灰凝胶缓释肥料，其特征是一种由粉煤灰凝胶和化肥组成的缓释肥，其中粉煤灰凝胶是将粉煤灰通过离子束照射改性，采用活性激发剂反应生成的。。

其中，所述的化肥为尿素、过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钾、硫酸钾中的一种或多种；所述的粉煤灰为火力发电厂用于燃烧发电后排放的灰渣，其中SiO₂的含量为30～50%，Al₂O₃的含量为20～35%；所述的活性激发剂为碳酸钠、醋酸钠、磷酸钠、三聚磷酸钠中的任意一种。

其中，所述的离子束照射为氮离子束照射，能量范围5-20keV，剂量800×2.0×10¹³ions/cm²～1000×2.0×10¹³ ions/cm²。

本发明所述的一种粉煤灰凝胶缓释肥料，其特征在于具体制备方法包括以下步骤：

（1）将10-30重量份的粉煤灰投入到球磨机中研磨5-15min，粒径为300-800目；