[发明专利]一种钝化重金属的硅钙肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钝化重金属的硅钙肥及其制备方法，属于土壤修复领域。

背景技术

土壤是人类赖以生存的重要资源，然而，随着社会经济快速发展，这一资源遭受了极其严重的破坏:地力日趋下降，重金属污染日益加剧，已影响到农业的可持续性性发展，也对我们赖以生存所需的粮食、蔬菜的产量与质量保障构成了极大的威胁。

在当今农田土壤重金属污染的问题日益凸显的情况下，由于政府、社会高度关注和重视，在广大科技工作者的努力下，各种治理措施不断得到开发。原位化学钝化技术因其操作简便、能较快速降低重金属的有效性，减轻生物有毒性，而成为目前应用较多的重金属治理技术。其基本原理是向土壤中施用一定量的钝化剂，利用钝化剂与土壤中的离子态重金属产生沉淀、吸附、络合等作用，将土壤中的重金属由生物可利用性较高的形态转变为生物可利用性较低的形态，降低重金属的移动性和毒性，避免对人类健康的伤害。但采用单一的钝化技术仍不过是快速缓解土壤重金属污染、防止食物重金属毒害的“权宜之计”，是一种“头痛医头”的方法。

施肥作为农业生产中一项最为普遍、也是一种最为重要的增产技术措施，若能将其融合于当今急需解决的土壤重金属污染治理过程，必将成为一种廉价而有行之有效的“多层面修复土壤”之举措----即通过选择适宜的肥料品种、合理的施肥量，以达到既能降低土壤中有效重金属含量，又能保障作物的养分供应和持续生产，从而确保食物产量与质量安全。

CN105733592A公开了一种降低重金属活性的土壤调理剂及用途，土壤调理剂包括以下重量份的组分：磷酸盐20-80份；硅酸盐10-100份；含硫或巯基的化合物1-100份。为达到降低重金属的效果，在配方中加入一定量的含硫和巯基化合物，但硫和巯基化合物易受介质的酸碱性和氧化还原电位的影响，在土壤酸碱性和氧化还原条件不适宜的情况下，硫和巯基化合物会发生化学变化而失去其降低重金属的作用。

发明内容

本发明所解决的主要技术问题是通过对颗粒硅钙肥料组成成分的合理选用及其组合配比、加工制造方法与工艺使所生产的产品在用于重金属污染土壤修复时，能起到降低土壤重金属活性，减少植物吸收，消除重金属对作物的毒害，而与此同时，补充土壤养分以保持土壤肥力。

本发明的技术方案是，提供一种钝化重金属的硅钙肥，原料配方按质量百分数，包括以下组分：硅酸钙60～65％、秸秆碎屑10～15％、磷酸二氢钾10～15％、尿素7～10％、膨润土3～5％。

优选地，所述秸秆为油菜秆、棉秆和/或稻秆。

优选地，所述秸秆碎屑的粒径为1～3mm。

优选地，按质量百分数，原料配方为：硅酸钙65％、秸秆粉10％、磷酸二氢钾10％、尿素10％、膨润土5％。

优选地，按质量百分数，原料配方为：硅酸钙65％、秸秆粉15％、磷酸二氢钾10％、尿素7％、膨润土3％。

优选地，硅酸钙65％、秸秆粉12％、磷酸二氢钾10％、尿素8％、膨润土5％。

本发明进一步提供上述钝化重金属的硅钙肥的制备方法，包括以下步骤：

1)取原料配方中全部的磷酸二氢钾和占尿素总量60-80％的尿素，加入到秸秆碎屑中，搅拌混匀，加水调节含水率为60～70％，堆存发酵处理10-15天，得到混合秸秆料；

2)取原料配方中全部的硅酸钙和膨润土，加入到混合秸秆料中，搅拌混匀，得到混合料；

3)将所述混合料进行造粒；将原料配方中剩余的尿素制成水溶液，在造粒过程中，将尿素的水溶液喷入到全部混合料中，制成颗粒状硅钙肥初产品。

4)将颗粒状硅钙肥初产品在70℃以下烘干，使其含水量控制在10％以下；然后通过筛分，获得粒度3mm以下的颗粒状硅钙肥成品。

优选地，步骤3)中，使用圆盘造粒机或对辊式挤压造粒设备对混合料进行造粒。

优选地，步骤4)中，筛分获得的大于3mm和/或小于1mm的颗粒返回步骤3)中进行造粒；

优选地，步骤4)中，将颗粒状硅钙肥初产品在60-70℃以下烘干。

本发明使用的磷酸二氢钾为一种可溶性的酸式盐，其中的磷和钾具有很高的活性，既可以提供磷和钾营养元素，又可活化配料中的部分硅酸钙，形成带负电荷的聚合体，有利于重金属的钝化，使养分的供应既具有速效性，又具有长效性，并对pH具有缓冲作用。