硅钾二元复合肥及其制备方法

摘要

一种硅钾二元复合肥，属于化学肥料技术领域。其是由下列重量份数的原料组成：二氧化硅(SiO

说明书

技术领域

本发明属于化学肥料技术领域，具体涉及一种硅钾二元复合肥，并且还涉及该复合肥的制备方法。

背景技术

硅肥对禾本科作物和蔓生科作物具有特殊的作用，例如：能促进植株光合作用，减轻铁、锰和铝等离子的毒害以及调节作物对氮和磷的吸收与利用，在植物体内形成不同的硅酸体或称硅化细胞，从而保护植物免遭病虫害的入侵。经对水稻、小麦和玉米等的粮食作物以及甘蔗等的经济作物试验表明，施用硅肥后，增产程度可达10％左右。

硅是地壳和土壤中含量第二丰富元素，水稻是含硅量最多的植物之一，其茎叶中二氧化硅(SiO₂)的含量达10-20％，被称为硅酸植物的代表。自1926年美国加州大学Sommer的研究率先提出硅是水稻生长的必要元素以来，硅素在水稻中的作用越来越受到人们的重视，在高产水稻的一个生长季内可每亩(667m²)从土壤中带走75-130Kg的二氧化硅(SiO₂)，加上水稻提供高产和土地复种指数(复种率)较高，作物每年从土壤中带走的硅素远远大于氮、磷和钾养分的总和，靠土壤的自然风化已难以维持平衡，加上硅的淋溶渗透损失，造成土壤严重缺硅(业界称贫硅)。

近年来，虽大力倡导秸杆还田，但由于秸杆中的硅素以蛋白石形式归返土壤，而蛋白石并非有机物，而是非水溶和非晶态的SiO₂，因而与土壤中本身存在的硅素一样需经过若干年自然风化后才能供水稻植株吸收。此外，经调查和报道，朝鲜半岛缺硅土壤约占耕地面积的30％，日本达70％以上，我国台湾省及东南亚地区在50％以上，我国的缺硅耕地面积也占50％左右。

增施硅肥逐渐成为水稻等禾本科植物生产中的一项增加产量、改善品质和增强抗性(抵抗力)的重要措施，尤其是在禾谷类植物如水稻和小麦等在分蘖至拔节期即进入吸收硅素的旺盛阶段施用硅肥，则上述效果十分明显。

我国有3亿亩水稻土壤缺硅，若施用硅素肥料，按每亩500Kg产量计算，每亩增产10％即为50Kg/亩，那么可增产粮食150亿公斤，也等同于增加10％的可耕地3000万亩，因此硅肥在农业上的应用不仅具有现实意义，而且有战略意义。

目前，我国施用的硅肥均为矿渣或炉渣硅肥，在文献例如中国专利文献中也不乏有矿渣硅肥的记载，如发明专利公开号CN86107166A公开的制取硅酸钾复合肥料的方法，该方法是用煤催化气化后的炉渣制取硅酸钾复合肥料的方法；又如授权公告号CN100500622C介绍了脱硫灰渣与钾矿石复合焙烧生产钾钙硅酸复合肥料；还如公开号CN101125772A推荐了用含钛高炉渣制备固态钙硫镁铁氮硅复合肥料的方法；又如公开号CN101508610A揭示了用磷矿粉、钾长石、煤矸石、菱镁矿粉、氮肥、膨润土、硅澡土和微量元素制成缓释长效复合肥料。

上述矿渣硅肥所存在的不足在于：一是由于矿渣或炉渣需要粉碎，不仅能耗大，污染环境，而且工艺环节多；二是硅素含量低，施用量大，每亩约需施用100-150Kg左右；三是由于矿渣或炉渣硅肥属于缓释性硅肥，植物不能直接吸收，因而增效效果差；四是运输成本大；五是含有一定量的重金属成分，易对土壤产生污染并且影响粮食品质。

中国发明专利授权公告号CN1021042C举荐的高效硅素化肥的生产方法，以无机化工厂生产的水玻璃为原料，用高速离心机离心脱水，而后喷雾热风干燥固化成粉末，得到的产物为：主成分无水过二硅酸钠和偏硅酸钠的混合物。但该法获得的是单元素硅素肥料，尤其是钠离子含量高对土壤有不利影响。

鉴上，在必要提供一种得以克服已有技术中的硅肥所存在的诸多不足的化学肥料，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种无需使用矿渣或炉渣而藉以体现节约能耗、保护环境和减少工艺环节以及运输成本、有助于植株直接吸收而藉以提高肥料利用率和功效以及节省肥料资源、有利于改善土质而藉以避免污染土壤保障粮食品质的硅钾二元复合肥。

本发明的还一任务在于提供一种硅钾二元复合肥的制备方法，该方法工艺步骤简单并且能保障所述硅钾二元复合肥的效果的全面体现。

本发明的任务是这样来完成的，一种硅钾二元复合肥，其是由下列重量份数的原料组成：二氧化硅(SiO₂)50-55份、氧化钾(K₂O)2-5份、氧化钠(Na₂O)30-40份和水(H₂O)3-5份。

本发明的还一任务是这样来完成的，一种硅钾二元复合肥的制备方法，它包括以下步骤：

A)混料，按重量份数先将氧化钠(Na₂O)30-40份、二氧化硅(SiO₂)50-55份和水(H₂O)3-5份放入搅拌容器中加热，并且控制加热温度，而后加入氧化钾(K₂O)2-5份进行搅拌，得到混合料；

B)喷雾干燥和造粒，先将混合料引入高位计量槽中，再在控制流量的状态下将高位计量槽中的混合料引入离心喷雾干燥装置中，并且控制离心喷雾干燥装置的转速，由离心喷雾干燥装置将料以雾化状引入造粒塔造粒，控制造粒塔的进口温度、出口温度和粒料的大小，出造粒塔得到颗粒状的并且为水溶性的硅钾二元复合肥。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤A)中所述的控制加热温度是将加热温度控制为60-80℃。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制流量是将流量控制为1500kg/h。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制离心喷雾干燥装置的转速是将转速控制为1-1.5万转/分。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制造粒塔的进口温度和出口温度是将进口温度和出口温度分别控制为260-400℃和100-160℃。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤B)中所述的控制粒料的大小是将粒料的大小控制为40-120目。

本发明提供的技术方案由二氧化硅、氧化钾、氧化钠和水组成，因不使用矿渣或炉渣，故不存在粉碎过程，既可体现节能、减少制备过程的工艺环节以及节约运输成本，而且配伍合理能使植株直接吸收，提高肥料的利用率和肥效，有助于改善土质而避免对土壤污染和保障粮食的品质。

具体实施方式

实施例1：

A)混料，按重量份数先将氧化钠(Na₂O)35份、二氧化硅(SiO₂)52份和水(H₂O)3份投入带有搅拌器的反应釜中加热，当加热到80℃时加入氧化钾(K₂O)5份进行搅拌，待物料搅拌均匀后得到混合料；

B)喷雾干燥和造粒，先将由步骤A)所得到的混合料引入高位计量槽中，再以自流状态并且流速为1500kg/h使高位计量槽中的混合料进入高速离心喷雾干燥机中，高速离心喷雾干燥机的转速控制为1万转/分，由高速离心喷雾干燥机将料以雾化状态引入造粒塔内造粒，造粒塔的进口温度为300℃，出口温度为130℃，使物料瞬间接触干燥，出造粒塔，得到粒度为40目的并且为水溶性的硅钾二元复合肥。

实施例2：

A)混料，按重量份数先将氧化钠(Na₂O)30份、二氧化硅(SiO₂)55份和水(H₂O)3份放入带有搅拌器的反应釜中加热，当加热到70℃时加入氧化钾(K₂O)3份进行搅拌，使物料均匀，待搅拌均匀后得到混合料；

B)喷雾干燥和造粒，先将由步骤A)所得到的混合料引入高位计量槽中，再1500kg/h下将高位计量槽中的混合料引入高速离心喷雾干燥机中，高速离心喷雾干燥机的转速为1.1万转/分，由高速离心喷雾干燥机将料以雾化状态引入造粒塔内造粒，造粒塔的进口温度为300℃、出口温度为120℃，使物料瞬间接触干燥，出造粒塔，得到粒度为60目的并且为水溶性的硅钾二元复合肥。

实施例3：

A)混料，按重量份数先将氧化钠(Na₂O)40份、二氧化硅(SiO₂)50份和水(H₂O)4.5份投入带有搅拌器的反应釜中加热，当加热到80℃时加入氧化钾(K₂O)4份进行搅拌，待物料搅拌均匀后得到混合料；

B)喷雾干燥和造粒，先将由步骤A)所得到的混合料引入高位计量槽中，再以自流状态下并且流速为1500kg/h使高位计量槽中的混合料进入高速离心喷雾干燥机中，高速离心喷雾干燥机的转速控制为1万转/分，由高速离心喷雾干燥机将料以雾化状态引入造粒塔内造粒，造粒塔的进口温度为280℃，出口温度为120℃，使物料瞬间接触干燥，出造粒塔，得到粒度为80目的并且为水溶性的硅钾二元复合肥。

实施例4：

A)混料，按重量份数先将氧化钠(Na₂O)30份、二氧化硅(SiO₂)50份和水(H₂O)4份放入带有搅拌器的反应釜中加热，当加热到60℃时加入氧化钾(K₂O)3份进行搅拌，使物料均匀，待搅拌均匀后得到混合料；

B)喷雾干燥和造粒，先将由步骤A)所得到的混合料引入高位计量槽中，再1500kg/h下将高位计量槽中的混合料引入高速离心喷雾干燥机中，高速离心喷雾干燥机的转速为1.2万转/分，由高速离心喷雾干燥机将料以雾化状态引入造粒塔内造粒，造粒塔的进口温度为300℃、出口温度为130℃，使物料瞬间接触干燥，出造粒塔，得到粒度为120目的并且为水溶性的硅钾二元复合肥。

由上述实施例所得到的本发明硅钾二元复合肥与已有技术中的矿渣硅肥相比具有下表所示的技术效果。