一种利用稻谷壳生产硅肥的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用稻谷壳生产硅肥的方法。其方法为将稻谷壳、石膏、石灰石+白云石、助添加剂Ⅰ和Ⅱ充分混合和球磨，得到粉体料，然后将粉体料进行烘干并加工成型，通过焙烧、冷却、粉碎和包装等工序，得到一种利用稻谷壳生产的硅肥。肥料中总有效养分大于65%，其中有效氧化钙大于25%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化镁大于5%，有效三氧化硫大于5%，有效氧化钾大于1%，并含有多种中微量元素。肥料呈弱碱性（pH=9～12）。本发明生产原料为农业固体废弃物及非金属矿物，取材方便、成本低廉优势，生产的产品可用来调节酸化或盐碱化土壤的理化性质、全面提升我国农田的中微量元素水平，具有较高的应用前景和市场推广价值。
【专利说明】一种利用稻谷壳生产硅肥的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型肥料的生产方法，属于农业科学。具体涉及一种利用稻谷壳生产硅肥的方法。
【背景技术】
[0002]稻谷壳是稻谷加工过程中产生的农业固体废弃物。具有产量大、来源广和利用率低等特点。在我国水稻产区，稻谷壳一般视作废料丢弃。
[0003]我国是世界上最大的水稻种植国家，据农业部的统计:2005年我国稻谷产量已达18059万吨，稻谷壳通常占稻谷的20%。按照此计算，我国每年稻谷壳产量约3600多万吨，稻谷壳资源十分丰富。然而，由于稻谷壳表面坚硬，硅含量较高，不易被细菌分解，且堆积密度小，体积大、堆放需要较大的面积，且易造成环境污染。因此，稻谷壳已成为米业企业的沉重包褓，稻谷壳的高效资源化利用具有实用价值。稻谷壳的主要组成是纤维素类、木质素类和硅类，因品种及地域的不同，其组成也有所差别，但大致组成为:粗纤维35.5%(缩聚戊糖16%~22% )、木质素21%~26%、灰分11.4%、二氧化硅10%~21%。稻谷壳中的可燃成分在70%以上，其热值为12.5~14.6 MJ/kg，大约是煤的1/2。因此，稻壳用于能源无疑是稻谷壳最具前景的应用领域。另一方面，稻谷壳中约含10~21%的SiO2，且呈无定型结构，而自然界中绝大多数SiO2都呈结晶态存在，水稻将土壤中稀少的无定型SiO2富集于稻谷壳中，它是一种很有价值的资源。
[0004]根据稻谷壳的化学组成，其利用也大体可分为三大类:利用它的纤维素类物质，采用水解的方法，生产如糠醛、木糖、乙酰丙酸等化工产品；利用它的硅资源产如泡花碱、白炭黑、二氧化硅等含硅化合物；利用它的氢元素，通过热解(气化、燃烧等手段)获得能源。
[0005]而本发明是利用稻谷壳来生产硅肥，这一技术思路在国内外未有学者提及。硅是作物所需要的第四大元素，仅次于氮、磷、钾，具有提高作物抗倒伏、增强植物抗病能力，提高农作物的结实率。稻谷壳中硅含量高，活性强，完全可以用作硅肥。本发明的技术路线是:以稻谷壳为主要原料，配伍以钙、镁、硫等化合物，采用自制的活化剂，使稻谷壳中的硅活化，生产出一种以中量元素硅、钙、镁、硫为营养元素的弱碱性肥料(硅肥)。
【发明内容】
[0006]本发明将致力于提高稻谷壳的高效农业资源化利用率。提供一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，具体作法为:通过在稻谷壳中加入钙、镁、硫等化合物，并采用自制的低温添加剂，使稻谷壳中的硅进一步活化，连同加入的其它组分，一起组合酸性土壤所急需的硅、钙、镁、硫等中量元素为主的复合肥料。
[0007]—种利用稻谷壳生产硅 肥的方法，其生产原料以质量百分比(％)计，由以下物料组成:
稻谷壳20~80石膏5~78
石灰石+白云石5~65
助添加剂I和助添加剂III~5
将上述物料充分混合和球磨，得到粉体料，然后将粉体料进行烘干并加工成型，通过焙烧、冷却、粉碎和包装等工序，得到一种利用稻谷壳生产的硅肥。
[0008]上述方法中，所述的稻谷壳中二氧化硅含量> 90%。
[0009]上述方法中，所述的石灰石+白云石中石灰石与白云石质量比为2.0:1~5.5:1。
[0010]上述方法中，所述的助添加剂I和助添加剂II中助添加剂I为钾长石、白云母、伊利石、碳酸钾和氯化钾中的一种以上；助添加剂II为芒硝、食盐和氟化钠中的一种以上；助添加剂I和助添加剂II之间的质量比为1:0.5~1:3.0。
[0011]上述方法中，所述球磨为将物料球磨至粒径0.074mm以下，即大于200目。
[0012]上述方法中，所述烘干为烘干至粉体料的含水率小于6% ;所述烘干粉料加工成型成粒径约I~3cm的球粒。
[0013]上述方法中，所述焙烧的焙烧温度800~1200°C，焙烧时间0.5~4小时。
[0014]上述方法中，所述硅肥中有效二氧化硅含量为20%~30%，有效CaO含量为25%~35%，有效MgO的含量5~9%，SO3的含量5%~10%，并含有K、Fe、Mn、T1、P、Cl农作物所需要的大、中、微量兀素，pH= 9.00~12.00,重金属含量达农用粉煤灰国家质量标准,是一种适合偏酸性土壤或盐碱地土壤施`用的复合性硅肥。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点包括:
(I)针对稻谷壳这一固体废弃物的特点，体现了资源循环和高效利用的科学理念。因为稻谷壳中可燃物大于70%，有相当的热值，加之硫、氮的含量低，着火点小于300°C。因此，利用稻谷壳一方面可起到生物质燃料之目的，可降低活化过程中所需要的能耗，另一方面，也可降低燃烧过程中硫氧化物和氮氧化物的排放量。
[0016](2)利用了添加剂I和II，可使该混合系统稻谷壳的活化焙烧温度从原来的1300°C以上下降到800~1200。。。
[0017](3)生产的复合肥料中，中量元素钙、硅、镁、硫、铁等营养组份齐全，可达到平衡施肥的效果。
[0018](4)从烧成物(目标产品)中重金属的含量来看:重金属含量均远远低于农用粉煤灰国家质量标准，不会对土壤和农作物构成二次污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为利用稻谷壳制备硅肥工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]本发明主要工艺流程如图1。按照质量百分比计:稻谷壳20%~80%，石膏5%~78%,石灰石+白云石5%~65%,助添加剂I和II 1%~5%。将原料混合，并进行球磨，球磨至粒径0.1Omm以下；然后烘干至粉体料的含水率小于6% ;烘干粉料成型加工成粒径约I~2cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧，温度控制在800~1200°C，焙烧时间0.5~4小时；活化焙烧后的球粒进行冷却、粉碎、包装，可制成以硅元素为主的复合肥料。[0021]下面通过示例性的实施例对本发明做进一步的描述。应当理解，本发明的范围不应局限于实施例的范围。
[0022]实施例1
深圳某肥料公司是一家生产复合肥料的大型股份制企业。采用此工艺生产硅肥，所采用的原料配伍(按质量百分比计)为:稻谷壳55%,石骨27%,石灰石+白z?石14.5% (其中石灰石与白z?石的质量比值为2.5:1),助添加剂I和II加入量为3.5%,其中助添加剂I为钾长石+白云母(质量比1:1);助添加剂II为芒硝+食盐(质量比1:1)，助添加剂I和II之间的质量比亦为1:1。其工艺流程为:将上述矿物质原料充分混合，并进行球磨，球磨至粒径0.074mm以下；然后将混合物料烘干至含水率小于5% ;烘干粉料成型加工成粒径约2cm的球粒，并进入活化窑内进行焙烧，温度控制在1100°C，焙烧时间65分钟。焙烧后的球粒进行冷却、粉碎，可制成以硅元素为主的矿物质肥料。其中通过第三方成分检验(采用钙镁磷肥国家标准GB20412-2006)得知:生产的肥料中的有效养分大于72%，其中有效氧化钙大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化镁大于6%，有效三氧化硫大于6%，有效氧化钾大于1%，并含有多种微量元素。产品的pH=9.7，生产成本可控制在550元/吨以下，是一种含有多种中微量元素的矿物质肥料。
[0023]表1本实施例所得出厂的目标产品中的重金属含量与国家标准对比
【权利要求】
1.一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，其生产原料以质量百分比(％)计，由以下物料组成:稻谷壳20~80石膏5~78 石灰石+白云石5~65 助添加剂I和助添加剂III~5 将上述物料充分混合和球磨，得到粉体料，然后将粉体料进行烘干并加工成型，通过焙烧、冷却、粉碎和包装等工序，得到一种利用稻谷壳生产的硅肥。
2.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述的稻谷壳中二氧化硅含量> 90%ο
3.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述的石灰石+白z?石中石灰石与白z?石质量比为2.0:1~5.5:1。
4.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述的助添加剂I和助添加剂II中助添加剂I为钾长石、白云母、伊利石、碳酸钾和氯化钾中的一种以上；助添加剂II为芒硝、食盐和氟化钠中的一种以上；助添加剂I和助添加剂II之间的质量比为1:0.5~I:3.0。
5.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述球磨为将物料球磨至粒径0.074mm以下，即大于200目。
6.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述烘干为烘干至粉体料的含水率小于6% ;所述烘干粉料加工成型成粒径约I~3cm的球粒。
7.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述焙烧的焙烧温度800~1200°C，焙烧时间0.5~4小时。
8.根据权利要求1所述一种利用稻谷壳生产硅肥的方法，其特征在于，所述硅肥中有效二氧化硅含量为20%~30%，有效CaO含量为25%~35%，有效MgO的含量5~9%，SO3的含量5%~10%，并含有K、Fe、Mn、T1、P、Cl农作物所需要的大、中、微量元素，pH= 9.00~.12.00,重金属含量达农用粉煤灰国家质量标准。
【文档编号】C05G1/00GK103771967SQ201310709004
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】石林 申请人:华南理工大学