專利名稱：磁、氣肥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磁、氣肥的制作方法。
磁性肥料經(jīng)磁場處理后的粉煤灰作為土壤磁性改良劑施入土中，可改善土壤的物理性質(zhì)和土壤結構，改善土壤通風透氣性。同時，可改變土壤的氧化還原狀態(tài)與PH值，加快土壤中氧化還原過程，促進農(nóng)作物呼吸、代謝過程與營養(yǎng)元素的形態(tài)轉化，還可降低土壤水解性酸，提高PH值。選擇適當?shù)拇艌龃呕诖判灶w粒周圍造成強磁性區(qū)域，可以引起土壤中及植物根系周圍發(fā)生一系列磁化學反應與磁生物反應，從而增強植物對水分、養(yǎng)分的吸收能力，因而能促進農(nóng)作物的增產(chǎn)。
磁效應農(nóng)業(yè)應用，是近四十年的事，至80年代初，前蘇聯(lián)、捷克等國報道了應用磁化粉煤灰、鐵粉等作土壤改良劑的經(jīng)驗，我國也開展了有關研究。90年代始，磁性肥料(磁化粉煤灰)開始進入市場，相繼研制生產(chǎn)了磁化肥、有機—無機復合化肥、磁混肥等數(shù)十個產(chǎn)品。
現(xiàn)磁性肥料的應用效果與存在問題歷年來，進行了磁性肥料應用效果實驗，基本肯定了磁性肥料改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)作物生長，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)的良好作用。
1.磁性肥料對糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜、果樹都有明顯地增產(chǎn)效果，一般增產(chǎn)10-15％，總的趨勢是水田比旱田好，粘性土的效果比砂性土的效果好，酸性土比堿性土的效果好；2.降低土壤容重，改善土壤微團粒結構，提高土壤透水性，增強土壤抗旱、抗?jié)衬芰?，還可提高土壤地溫；3.降低土壤的酸度，促進土壤養(yǎng)分轉化；4.促進土壤的生物活性；5.促進種子發(fā)芽與生長、抗倒，改善農(nóng)作物品質(zhì)；
其存在的問題是1.施量大，畝用量達300-500公斤，運輸費用大，施肥勞動量大，難于推廣；2.粉煤灰的成分由煤質(zhì)決定，含有多種元素，特別是一些有害元素逐年積累，造成新的污染，使土壤退化。
氣體肥料氣肥增施原理二氧化碳(CO2)是無色無味無毒的氣體，在空氣中的含量為0.03-0.04％(即300-400ppm)。植物在光合作用中，葉片內(nèi)的葉綠素吸收光能，將二氧化碳和水化合為糖、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等有機物質(zhì)，再輸送給葉、花、果實、根、莖等各器官。在植物排除水分所剩余的干物質(zhì)中，90％以上來自于光合作用，而從土壤中所吸收的氮、磷、鉀等礦物質(zhì)元素不到5％。通常植物每形成1克干物質(zhì)，就需要吸收1.6克左右的二氧化碳，約為所吸收礦物質(zhì)元素的40倍。因此，二氧化碳被稱為“植物的糧食”。
在大自然中，空氣中的二氧化碳可源源不斷地供應植物生長的需要，但在封閉的溫室、大棚等保護地內(nèi)，蔬菜、水果、花卉等作物在光照下不斷地從有限的空氣中吸收二氧化碳，大氣中的二氧化碳又不能及時補充，造成溫室內(nèi)二氧化碳濃度的降低(約100ppm左右)，使作物經(jīng)常處于二氧化碳饑餓狀態(tài)，而不能滿足正常生長發(fā)育的需要，這是限制溫室作物產(chǎn)量和質(zhì)量提高的重要原因。
不同作物吸收二氧化碳的能力是不同的，最合適蔬菜生長的二氧化碳濃度在晴天時約為1000-2000ppm，陰天時約為500-1000ppm。遠高于大氣中的二氧化碳濃度。作物光合作用強度在一定范圍內(nèi)隨二氧化碳濃度的提高而直線上升。因此，在一定限度內(nèi)增加溫室內(nèi)二氧化碳濃度，可以使作物健康發(fā)育，增強抗病能力，提前與延長收獲期，大幅度提高產(chǎn)量，并增加營養(yǎng)成分，改善果實的外觀，這一技術被稱為“氣肥增施”或“二氧化碳施肥”。在荷蘭、日本、英美等國的溫室生產(chǎn)中已得到普遍應用，目前在一些國家的溫室生產(chǎn)中普及率已到達60％以上。
80年代后期，隨著日光溫室、塑料大棚等保護地技術在我國農(nóng)村迅速普及，其封閉空間為增施氣肥提供了可能性，而且保護地內(nèi)因封閉而使二氧化碳嚴重虧缺(只有100PPM左右，為大氣中的1/3-1/4)，限制了溫室作物的正常生長，更不利作物產(chǎn)量的提高與品質(zhì)的改善。要進一步大幅度提高溫室的生產(chǎn)能力，就必須采取增施氣肥的措施，促使開展如何取得物美價廉、又適合溫室施用的二氧化碳氣源的研究與溫室氣肥施用技術及應用效果研究。目前，溫室(含大棚)的施氣主要有以下來源一是鋼瓶二氧化碳作為氣源；二是二氧化碳化學發(fā)生器，即用硫酸氫銨二氧化碳增施法；三是現(xiàn)已提供的神氣號氣肥機。
氣肥應用效果簡介目前氣肥對多種溫室蔬菜、水果、花卉的實際使用，都取得了良好的效果，主要有如下幾方面1.葉厚度、葉面積、葉片數(shù)、葉色等方面有明顯的優(yōu)勢；2.增強抗病能力增施氣肥的作物可明顯降低白粉病、霜霉病等病害的發(fā)病率，可減少農(nóng)藥施用50％左右，這對發(fā)展無公害綠色食品，降低生產(chǎn)成本都有積極作用；3.提前成熟增施氣肥的作物通?？商崆?天左右采摘上市；4.改善營養(yǎng)成分、增施氣肥的蔬菜、其維生素、糖份、干物重等均有明顯提高，口感和外觀均明顯優(yōu)于一般蔬菜；5.延長收獲期如黃瓜等作物，可推遲拉秧近一個月時間；6.大幅度增產(chǎn)增收，增產(chǎn)幅度通常在30％以上，部分可成倍增產(chǎn)。
據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有溫室、大棚面積達1000萬畝以上，且仍在不斷擴大，但氣肥的應用卻處于剛剛起步階段，正如上面所介紹，氣肥對于大棚作物生長具有一系列的優(yōu)點。隨著適合農(nóng)民的制氣產(chǎn)品的投入，將會大幅度提高我國溫室蔬菜、花卉等的單產(chǎn)與總產(chǎn)量，改善質(zhì)量，提高廣大菜農(nóng)、花農(nóng)的勞動生產(chǎn)率與經(jīng)濟收入，對穩(wěn)定與降低蔬菜價格，提高蔬菜質(zhì)量，為人民提供無公害的綠色食品均將起到積極的作用。
肥料是農(nóng)作物增產(chǎn)的重要措施，我國化肥的使用量居世界第一，生產(chǎn)量居世界第二，在2000年前后，我國化肥需求量約在4000-4200萬噸，要解決化肥缺口途徑有二，其一繼續(xù)擴大進口或新建廠，目前我國財力難以實現(xiàn)。其二，就是開辟新肥源和提高化肥利用率。新的磁性肥料的開辟了新肥源，又提高化肥的利用率。初步研究表明，磁性肥料的磁、肥效應可以減少常規(guī)化肥用量，而收到同樣的產(chǎn)量又能降低環(huán)境污染污染程度。
以上所述的“磁性肥料”與“氣體肥料”是兩個完全不同的概念，在農(nóng)業(yè)部門作為兩類不同專業(yè)的論證研究、不同途徑產(chǎn)業(yè)化。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用原生巖石礦物(菱鐵礦)，經(jīng)特殊處理后制成高磁化強度的磁性肥料，與此同時，又產(chǎn)生二氧化碳氣體肥料的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明基于對菱鐵礦在熱處理過程中所發(fā)生的礦物變化和磁性變化的特性衍生發(fā)展而來的，其特征在于采用原生菱鐵礦的礦石作原料，經(jīng)富選、破碎、碾磨和在專門的裝置上熱處理，在熱處理過程時分離出氣肥，直接施入溫室或大棚，熱處理后的固體物質(zhì)作為磁肥經(jīng)充磁處理，可直接或與氮、磷、鉀肥及微量元素作適當?shù)呐浔群笫┯谕林小?br> 本發(fā)明與已有技術相比，其優(yōu)點在于1.本發(fā)明在制作的過程，生產(chǎn)磁肥的同時產(chǎn)生相應的二氧化碳氣體，可同時供應大柵對二氧化碳的需求，而已有技術均為單一生產(chǎn)磁肥或氣肥；2.本發(fā)明的磁肥具強磁性，其剩余磁化強度比磁化粉煤灰高1-2個數(shù)量級以上，即同樣面積的耕地用肥量只有磁化粉煤灰的10％以下，大大降低了運輸與勞力；3.本發(fā)明的磁肥具氣孔，在電子顯微鏡下觀測到該磁性顆粒中均勻分布大量氣孔，使其透氣性、透水性增大；4.本發(fā)明磁肥的顆粒度可以根據(jù)土壤特征作一定范圍的變化，如對粘質(zhì)可以制作比較大的顆粒，而對于沙質(zhì)的可制作細顆粒，更好地改善土壤；5.本發(fā)明的磁肥無污染物質(zhì)，更好保護環(huán)境。施入土壤后，經(jīng)氧化作用還能放出熱量，且能轉化成為土壤成分；
6.本發(fā)明的原材料豐富，成本低。
本發(fā)明采用原生菱鐵礦的礦石作原料，經(jīng)富選、破碎、碾磨和在專門的裝置上熱處理，在熱處理過程時分離出氣肥(CO2)，直接施入溫室或大棚。熱處理后的礦物產(chǎn)生一定的磁性，作為磁肥，還需經(jīng)充磁處理以增高磁性，可直接或與氮、磷、鉀肥及微量元素作適當?shù)呐浔群笫┯谕林小?br> 菱鐵礦的成份主要是碳酸鐵FeCO3(占95％以上)，在一定的溫度下，碳酸鐵變成不同結構的三氧化二鐵Fe2O3，并釋放出二氧化碳(CO2)。不同結構的Fe2O3，主要是Υ-Fe2O3和α-Fe2O3，Υ-Fe2O3具有強的磁性，而α-Fe2O3的磁性弱，用作磁肥主要是Υ-Fe2O3。
本發(fā)明首先進行選取菱鐵礦富礦，將礦石破碎、碾磨成不同的粒度(0.05-2mm，視栽培作物的土壤粒度而定)，然后將粉碎后的礦石置于專用的裝置中進行熱處理，其熱處理溫度為470-570℃，熱處理恒溫時間為20-60分鐘。對于菱鐵礦而言，每1000克礦石約能釋放出二氧化碳340克，同時可制成高效磁肥約660克。
具體實施例方式實施例1的熱處理溫度為460-480℃，此時CO2開始發(fā)生，產(chǎn)生少量的磁性物四氧化三鐵Fe3O4；實施例2的熱處理溫度為490-510℃，此時CO2不斷增加，磁性物亦在增加，主要仍為Fe3O4；實施例3的熱處理溫度為520-540℃，此時CO2大量增加，磁性物大量增加，主要為Fe3O4+Υ-Fe2O3，反應仍不完全；實施例4的熱處理溫度為520-540℃，并保持該溫度至30-50分鐘，CO2全部釋放，礦石全部形成Υ-Fe2O3的磁性物，本實施例為本發(fā)明的最佳實施例；實施例5的熱處理溫度為560-570℃，此時Υ-Fe2O3減少，而出現(xiàn)α-Fe2O3，并逐漸增加，使磁性降低。
本發(fā)明所述的經(jīng)熱處理的磁肥進行充磁的磁強度較作現(xiàn)有磁肥的粉煤灰充磁強度高1-2個量級，使每畝施肥量在為減少。
本發(fā)明所述的熱處理裝置為一電加熱的高溫爐。該熱處理裝置直接安裝在每個溫室中，所產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)處理裝置的出氣孔直接或通過專用管道釋放至溫室中。
本發(fā)明所用的原料為菱鐵礦，而我國菱鐵礦的資源十分豐富，目前已探明儲量已近20億噸，另有保有儲量亦有此數(shù)且分布極為廣泛，特別是西部，如新疆、青海、甘肅、陜西和云南等省的菱鐵礦儲量均超過億噸，已被利用的僅10％，故原料來源是極為豐富的，特別對開發(fā)大西部是極有利的。
本發(fā)明所提供的氣肥，是采用專用的熱處理裝置通過該裝置的排氣管道直接在溫室(或大棚)保護地施用。熱處理裝置的容量大小可按溫室的面積大小設計制作，一般可采用容量為3-15公斤(原料)的裝置，5公斤級可產(chǎn)生二氧化碳約1.7公斤。若每平方米溫室每天施50克二氧化碳，則5公斤級的裝置可供300平方米的溫室。至于同時制成的磁肥，既可直接施入土壤中，亦可與氮、磷、鉀肥以適當?shù)谋壤渲剖┯谩?br> 權利要求
1.一種磁、氣肥的制作方法，其特征在于采用主要含鐵、碳和氧的原生礦石作原料，經(jīng)富選、破碎、碾磨并在專門的裝置上熱處理，在熱處理過程時分離出二氧化碳氣肥，直接施入溫室或大棚，熱處理后的固體物質(zhì)作為磁肥經(jīng)充磁處理，可直接或與氮、磷、鉀肥及微量元素作適當?shù)呐浔群笫┯谕林小?br> 2.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的原生礦石為菱鐵礦礦石，菱鐵礦礦石破碎和碾磨成的粒度為0.05-2mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理溫度為470-570℃。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理溫度為510-550℃。
5.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理恒溫時間為20-60分鐘。
6.根據(jù)權利要求1或5所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理恒溫時間為30-50分鐘。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的經(jīng)熱處理的磁肥進行充磁的磁強度較作磁肥的粉煤灰充磁強度強度高1-2個量級。
8.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理裝置直接安裝在每個溫室中，所產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)處理裝置的出氣孔直接或通過專用管道釋放至溫室中。
9.根據(jù)權利要求1所述的磁、氣肥的制作方法，其特征在于所述的熱處理裝置為一電加熱的高溫爐，其容量為3-15公斤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁、氣肥的制作方法,采用原生菱鐵礦的礦石作原料,經(jīng)富選、破碎、碾磨和在專門的裝置上熱處理,在熱處理過程時分離出氣肥,直接施入溫室或大棚,熱處理后的固體物質(zhì)作為磁肥經(jīng)充磁處理,可直接或與氮、磷、鉀肥及微量元素作適當?shù)呐浔群笫┯谕林小１景l(fā)明在生產(chǎn)磁肥的同時產(chǎn)生溫室需要的二氧化碳氣體,磁肥磁性強,用肥量少,降低了運輸與勞力。本發(fā)明的磁肥無污染物質(zhì),更好保護環(huán)境。本發(fā)明的原材料豐富,成本低。
文檔編號C05D7/00GK1264689SQ00103000
公開日2000年8月30日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權日2000年3月15日
發(fā)明者周烑秀, 潘永信 申請人:周烑秀