CN104262005A - 一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，将CRT屏玻璃粉，5～20％的磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸钾、磷酸三钾、氯化钾、磷酸二氢锌、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、氧化钴以及氧化锰混合均匀，压制成型后送入650℃～660℃的辊道窑中，在780～790℃下保温15～30min；再以100～200℃/min降温至50～80℃以下，即得轻质多孔颗粒缓释肥料。本发明所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料可广泛用于室内园艺、城市园林、街道绿化，农田等领域。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，可以有效地降低缓释肥料的生产成本，保护环境，变废为宝，适于工业化大规模生产，具有明显的经济效益和环保效益。

Description

一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓释肥料的制造方法，特别涉及一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法。

技术背景

中国是家用电器的生产和消费大国，目前，中国已经进入了电视机和电脑更新换代的高峰期，每年淘汰量将达600万台以上，占整机重量55～65wt％的阴极射线管(CRT)急需找到合适的资源化解决方法。尤其是CRT中无铅的屏玻璃，如果不进行回收利用，不但占用土地，而且浪费资源，如何将废弃的屏玻璃变废为宝，成为目前亟待解决的问题。

连汇汇等(连汇汇，苑文仪，吴晓阳，等.利用废CRT屏玻璃为原料制备泡沫玻璃[J].环境工程学报，2012，6(1)：292-296。)利用废CRT屏玻璃为原料，选用炭黑为起泡剂，硼砂，二氧化钛，三氧化二锑等为添加剂，采用粉末烧结法，在820℃下发泡制备低密度保温泡沫玻璃。该方法制备温度大于800℃，且所制备的材料为封闭气孔，仅能作为保温材料使用。在DE19702560A1中主要利用阴极射线管玻璃部分，将其粉碎添加发泡剂及助剂和粘结剂，加入水，进行混合，通过造粒成形后在回转窑中烧制颗粒状泡沫玻璃，主要用于轻质建筑隔热材料的骨料。田英良等(田英良，张友良，田晖.利用废显像管研制泡沫玻璃[J].玻璃与搪瓷.2003，31(4):44-47.)以管屏和管锥质量比为65：35作为主要玻璃原料，添加0.4％200目碳黑为发泡剂，硼砂为添加剂，同样使用粉末烧结法制备了泡沫玻璃。该方法加入了熔点较低的管锥含铅玻璃，所制备的泡沫玻璃材料不能用于土壤的填充材料，不能作为农作物的保水透气材料使用。

CN1807314A公开了一种微晶泡沫玻璃的制备方法，首先，对去除电子枪后的废旧阴极射线管的玻璃表面进行清洗，然后进行破碎，研磨并过200～300目筛；然后，将重量百分比为94～97％的上述废阴极射线管玻璃粉与3～6％的碳化硅粉放入球磨机中球磨混合，球磨时间为30～60分钟，然后将混合均匀的配合料装入模具中，以8℃/分钟的升温速率从室温升至650℃下预热；再以10～12℃/分钟的升温速率自650℃升至840～900℃并保温20～40分钟进行发泡后，以20℃/分钟的冷却速率将其冷却至550℃，并保温20～60分钟；最后，以1℃/分钟的速率缓慢降温退火至室温即得到微晶泡沫玻璃。该方法加入了熔点较低的管锥含铅玻璃，同时发泡晶化温度较高，所制备的泡沫玻璃材料不能用于土壤的填充材料，不能作为农作物的保水透气材料使用。

CN201310281231.X公开了一种能缓释化肥的玻璃轻石，其特征在于它由发泡混合物经烧结制得，发泡混合物包括以下重量百分比的组份：玻璃粉末：55～75、大理石粉：1～10、生石灰：1～10、磷酸钾粉末：10～40。所用发泡加热温度为950～1010℃，加热时间为5～10分钟，发泡温度高，不含微量元素，磷钾营养物质含量低。且由于加入大量的发泡剂大理石粉和生石灰，该缓释化肥遇水后显示强碱性，会造成土壤的严重盐碱化，对作物的生长严重不利。

CN201310281203.8公开了一种屋顶花园栽培用发泡微孔隙玻璃轻石，其特征在于它含有发泡微孔隙，发泡微孔隙孔径为0.2～5mm，吸水率为40～60％，强度为1～2.5MPa，密度为0.15～0.25g/cm³；它由发泡混合物经烧结后制得，发泡混合物包括以下重量百分比的组份：玻璃粉末：80～90、大理石粉：5～10、生石灰：1～5、石英砂粉末3～5；其中玻璃粉末的细度为40～100μm，大理石粉的细度为20～40μm，生石灰的细度为20～40μm；石英砂粉末细度为20～40μm。所用发泡加热温度为950～1010℃，加热时间为5～10分钟。CN201310281274.8公开了一种改良土壤用发泡微孔隙玻璃轻石，其特征在于它含有发泡微孔隙，发泡微孔隙孔径为2～3mm，吸水率为30～50％，强度为2～4MPa，密度为0.2～0.3g/cm³；它由发泡混合物经烧结后制得，发泡混合物包括以下重量百分比的组份：玻璃粉末：85～90、大理石粉：3～8、硅石粉末：2～5、石膏粉：2～5。所用发泡加热温度为950～1010℃，加热时间为5～10分钟。以上专利集中报道了轻石的制备及应用领域。但是，所用添加剂经过烧结后，导致所制备的轻石遇水后碱性增强；此外，该方法烧成温度高达950～1010℃，制备工艺复杂，制备成本高。两个专利的共同的缺点是组成中没有营养物质，同时所用的玻璃基体没有降解性。

CN103819263A公开了一种发泡玻璃负载磷氮缓释放肥料方法。该发明采用溶胶浸渍工艺，将含有磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、钾盐和水溶性有机高分子的溶液涂覆于发泡玻璃的孔径表面，形成稳定的氮磷缓释放介质。既消除了氧化钙溶解产生的强碱性，也使得磷酸盐以废料的形式缓慢释放，不易流失，延长了废料作用时间。但是试样表面吸附的氮磷钾等营养物质总量较少，肥料的肥效低，且该工艺不利于大规模生产，生产工艺复杂，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，该方法操作过程简单，成本低廉，能够有效地降低缓释肥料的生产成本，保护环境，变废为宝，制得的轻质多孔颗粒缓释肥料强度高，吸水率高，肥效高，空气孔隙高，发泡温度低，生产和使用过程中对环境无污染。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)配料及成型：

1.1)按质量百分比，将30～80％的CRT屏玻璃粉、5～20％的磷酸二氢钾、5～20％的磷酸氢二钾、2～20％的硫酸钾、5～40％的磷酸三钾、0.1～20％的氯化钾、0.1～5％的磷酸二氢锌、0.1～20％的磷酸氢二铵、0.1～20％的磷酸二氢铵、0～0.1％的氧化钴以及0～0.5％的氧化锰放入混料机中混合，形成配合料；

1.2)向配合料中加入蒸馏水，并混合均匀，接着放入密闭的容器中室温放置2小时，得到混合料；其中，所加入的蒸馏水的质量占配合料质量的1～3％；

1.3)将混合料装在模具中压制成试样；然后将试样放入烘箱中于110℃保温10～15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；

2)轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至650℃～660℃的辊道窑中，保温5～10min，然后以4～8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2～5℃/min的升温速率升温至780～790℃；并在780～790℃下保温15～30min；最后以100～200℃/min的降温速率降温至50～80℃以下，待试样自行破碎后，进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

所述的步骤1.1)中CRT屏玻璃粉是采用如下方法得到的：对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后球磨，最后过300～600目标准筛，得到CRT屏玻璃粉。

所述的步骤1.1)中球磨时采用的研磨介质为氧化锆球，且研磨介质的直径小于5mm，控制研磨介质与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1。

所述的步骤1.1)混合至均匀度大于98％，结束混合。

所述的步骤1.1)中的混料机采用V形强力混料机。

所述的步骤1.1)磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入混料机中混合。

按质量百分比，将30～80％的CRT屏玻璃粉、5～20％的磷酸二氢钾、5～20％的磷酸氢二钾、2～20％的硫酸钾、5～40％的磷酸三钾、0.1～20％的氯化钾、0.1～5％的磷酸二氢锌、0.1～20％的磷酸氢二铵、0.1～20％的磷酸二氢铵、0.02～0.1％的氧化钴以及0.08～0.5％的氧化锰放入混料机中混合，形成配合料。

所述的步骤1.3)中压制成试样时所采用的压力为20～30MPa，试样厚度为1～2cm。

所述的步骤1.3)中模具的耐火度高于900℃，且在790℃下能够以重复使用。

所述的步骤1.3)中将混合料装在模具中之前，向模具的内壁上喷涂厚度为0.2～0.5mm的脱模剂，且脱模剂采用由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用先压制成型，再进行发泡烧结的制备工艺，制得轻质多孔颗粒缓释肥料；本发明将混合料通过压制、烘烤得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体，其致密的结构保证了自身的均匀受热，缩短了发泡时间，降低了高温下添加物中氮等营养物质的挥发。同时，采用了高温入炉发泡工艺，进一步缩短了制备时间，提高了生产效率；此外，本发明充分利用玻璃高温下急速冷却过程中形成的内应力对试样自行粉碎，减少了设备投入和生产强度。按照本发明的制备方法制得的轻质多孔颗粒缓释肥料强度高，吸水率高，肥效强，空气孔隙高，发泡温度低，使用成本低，在生产和使用过程中不会对环境产生污染。

此外，本发明还具有以下优势：1)轻质多孔颗粒缓释肥料坯体中的钾盐，锌盐等遇水可以溶解，并可以被土壤吸收，可以达到补充植物中的微量元素的作用；2)轻质多孔颗粒缓释肥料坯体中的氮、磷、钾营养物质和玻璃网络结合，并可以根据植物需要逐渐释放，可以被植物充分吸收，且肥效长；3)所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料为开孔结构，植入土壤中还可以增加土壤的氧含量，显著增加土壤的透气性；4)所使用的基质CRT屏玻璃粉为硅酸盐，在土壤中还具有一定的杀菌作用；5)所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料逐渐降解后对土壤没有副作用；6)所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料遇水溶解后，呈现弱碱性，对作物的根系损害较小；7)所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料颜色丰富，可广泛作为观赏植物等的栽培。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，可以有效地降低缓释肥料的生产成本，保护环境，变废为宝，适于工业化大规模生产，具有明显的经济效益和环保效益。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法包括以下步骤：

1、配料及成型

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过300～600目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30～80％的CRT屏玻璃粉，5～20％的磷酸二氢钾，5～20％的磷酸氢二钾，2～20％的硫酸钾，5～40％的磷酸三钾，0.1～20％的氯化钾，0.1～5％的磷酸二氢锌，0.1～20％的磷酸氢二铵，0.1～20％的磷酸二氢铵，0～0.1％的氧化钴，0～0.5％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合。

3)向配合料中加入占配合料质量1～3％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.2～0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于20～30MPa的压力下压制成厚度为1～2cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温10～15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至650℃～660℃的辊道窑中，保温5～10min，然后以4～8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2～5℃/min的升温速率升温至780～790℃；并在780～790℃下保温15～30min；最后以100～200℃/min的降温速率降温至50～80℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

实施例1：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过300目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30％的CRT屏玻璃粉，20％的磷酸二氢钾，10％的磷酸氢二钾，10％的硫酸钾，20％的磷酸三钾，2％的氯化钾，2％的磷酸二氢锌，2％的磷酸氢二铵以及4％的磷酸二氢铵放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵以及磷酸二氢铵均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵以及磷酸二氢铵先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合。

3)向配合料中加入占配合料质量1％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.2mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于20MPa的压力下压制成厚度为1cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至650℃的辊道窑中，保温5min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至780℃；并在780℃下保温15min；最后以200℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制成的轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈白色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.3mm；采用排水法测定试验的容重为0.186g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到1.6MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为71％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝8.6；用电导法测试试样的电导率为0.46 ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝89×10^-7/℃。

实施例2：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过400目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将40％的CRT屏玻璃粉，10％的磷酸二氢钾，10％的磷酸氢二钾，10％的硫酸钾，25％的磷酸三钾，3％的氯化钾，1％的磷酸二氢锌，0.5％的磷酸氢二铵，0.4％的磷酸二氢铵以及0.1％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合。

3)向配合料中加入占配合料质量2％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于25MPa的压力下压制成厚度为2cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至660℃的辊道窑中，保温6min，然后以6℃/min的升温速率升温至760℃；再以3℃/min的升温速率升温至790℃；并在790℃下保温15min；最后以200℃/min的降温速率降温至80℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制成的轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈淡红色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.3mm；采用排水法测定试验的容重为0.195g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到3.7MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为72％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝8.3；用电导法测试试样的电导率为0.29 ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝91×10^-7/℃。

实施例3：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过500目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将60％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，20％的硫酸钾，5％的磷酸三钾，0.5％的氯化钾，3.5％的磷酸二氢锌，0.5％的磷酸氢二铵，0.3％的磷酸二氢铵，0.05％的氧化钴以及0.15％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量1％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.3mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于26MPa的压力下压制成厚度为1.5cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温12小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至660℃的辊道窑中，保温8min，然后以7℃/min的升温速率升温至760℃；再以4℃/min的升温速率升温至790℃；并在790℃下保温20min；最后以150℃/min的降温速率降温至70℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈淡蓝色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.4mm；采用排水法测定试验的容重为0.21g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到4.7MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为66％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝9.3；用电导法测试试样的电导率为0.58 ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝94×10^-7/℃。

实施例4：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过600目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将80％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，2％的硫酸钾，6％的磷酸三钾，0.1％的氯化钾，0.9％的磷酸二氢锌，0.5％的磷酸氢二铵，0.5％的磷酸二氢铵放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵以及磷酸二氢铵均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵以及磷酸二氢铵先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量2.5％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.4mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于26MPa的压力下压制成厚度为1.2cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温14小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至660℃的辊道窑中，保温5min，然后以5℃/min的升温速率升温至760℃；再以4℃/min的升温速率升温至790℃；并在790℃下保温25min；最后以200℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈白色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.1mm；采用排水法测定试验的容重为0.176g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到2.9MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为72％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝8.5；用电导法测试试样的电导率为0.35 ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝98×10^-7/℃。

实施例5：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过500目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将70％的CRT屏玻璃粉，10％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，5％的硫酸钾，8％的磷酸三钾，1.0％的氯化钾，0.2％的磷酸二氢锌，0.1％的磷酸氢二铵，0.1％的磷酸二氢铵，0.1％的氧化钴以及0.5％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量1.5％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.4mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于22MPa的压力下压制成厚度为1.6cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温13小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至660℃的辊道窑中，保温9min，然后以4℃/min的升温速率升温至760℃；再以5℃/min的升温速率升温至790℃；并在790℃下保温30min；最后以160℃/min的降温速率降温至80℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈淡蓝色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.4mm；采用排水法测定试验的容重为0.184g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到2.3MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为72％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝8.2；用电导法测试试样的电导率为0.41 ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝86×10^-7/℃。

实施例6：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过350目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将65％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，2％的硫酸钾，15％的磷酸三钾，0.1％的氯化钾，3％的磷酸二氢锌，2％的磷酸氢二铵，2.4％的磷酸二氢铵，0.1％的氧化钴以及0.4％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量1.83％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于30MPa的压力下压制成厚度为2cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至660℃的辊道窑中，保温5min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至790℃；并在790℃下保温20min；最后以200℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本实施例所制备成的多轻质多孔颗粒缓释肥料颗粒均匀，呈灰色；采用读数显微镜测量试样的表面平均泡径1.4mm；采用排水法测定试验的容重为0.22g·cm^-3；采用万能材料试验机测定试样的抗折强度达到3.2MPa；用压汞仪测试试样的通气孔隙为71％；用pH计测定试样的酸碱性pH＝8.4；用电导法测试试样的电导率为0.39ms/cm；用膨胀仪法测试试样的线膨胀系数α＝92×10^-7/℃。

实施例7：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过350目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30％的CRT屏玻璃粉，10％的磷酸二氢钾，20％的磷酸氢二钾，10％的硫酸钾，20％的磷酸三钾，1.9％的氯化钾，2％的磷酸二氢锌，2％的磷酸氢二铵，4％的磷酸二氢铵，0.02％的氧化钴以及0.08％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量3％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于30MPa的压力下压制成厚度为2cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温10小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至655℃的辊道窑中，保温10min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至785℃；并在785℃下保温20min；最后以100℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

实施例8：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过350目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，3％的硫酸钾，40％的磷酸三钾，10％的氯化钾，5％的磷酸二氢锌，1％的磷酸氢二铵，0.5％的磷酸二氢铵，0.2％的氧化钴以及0.3％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量3％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于20MPa的压力下压制成厚度为1cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温10小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至655℃的辊道窑中，保温10min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至785℃；并在785℃下保温20min；最后以100℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

实施例9：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过350目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，2％的硫酸钾，5％的磷酸三钾，20％的氯化钾，5％的磷酸二氢锌，20％的磷酸氢二铵，7.4％的磷酸二氢铵，0.1％的氧化钴以及0.5％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量3％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于20MPa的压力下压制成厚度为1cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温10小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至655℃的辊道窑中，保温10min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至785℃；并在785℃下保温20min；最后以150℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

实施例10：

1、配料及成型：

1)对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后以直径小于5mm的氧化锆球为研磨介质进行球磨，最后过350目标准筛，得到CRT屏玻璃粉；其中，控制氧化锆球与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1；

2)按质量百分比，将30％的CRT屏玻璃粉，5％的磷酸二氢钾，5％的磷酸氢二钾，2％的硫酸钾，5％的磷酸三钾，20％的氯化钾，5％的磷酸二氢锌，7.4％的磷酸氢二铵，20％的磷酸二氢铵，0.1％的氧化钴以及0.5％的氧化锰放入V形强力混料机中，混合至均匀度大于98％，形成配合料；其中，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入V形强力混料机中混合；

3)向配合料中加入占配合料质量3％的蒸馏水，并混合均匀；接着放入密闭的容器中室温下放置2小时；得到混合料；

4)向模具的内壁上喷涂厚度为0.5mm的脱模剂，然后将混合料装在模具中，于20MPa的压力下压制成厚度为1cm的试样，再将试样放入烘箱中于110℃保温10小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；其中，脱模剂采用400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合而成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1；

2、轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至655℃的辊道窑中，保温10min，然后以8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2℃/min的升温速率升温至785℃；并在785℃下保温20min；最后以150℃/min的降温速率降温至50℃以下，待试样自行破碎后，根据需要进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

本发明采用先压制成型，再进行发泡烧结的制备工艺，坯体致密的结构保证了试样的均匀受热，缩短了发泡时间，降低了高温下添加物中氮的挥发。同时，采用了高温入炉发泡工艺，进一步缩短了制备时间，提高了生产效率；此外，充分利用玻璃高温下急速冷却过程中形成的内应力对试样自行粉碎，减少了设备投入和生产强度。按照本发明的制备方法制得的轻质多孔颗粒缓释肥料强度高，吸水率高，肥效高，空气孔隙高，发泡温度低，使用成本低，在生产和使用过程中不会对环境产生污染。本发明所制备的轻质多孔颗粒缓释肥料可作为沙漠、荒山荒地、旱涝地等的土壤改良剂，不但可以改善土壤的板结、酸化，而且可以增加土壤的透气性，增加土壤的肥效，减少病虫害的滋生等作用。可广泛用于室内园艺、城市园林、街道绿化等领域。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，可以有效地降低缓释肥料的生产成本，保护环境，变废为宝，适于工业化大规模生产，具有明显的经济效益和环保效益。

Claims (10)

1.一种轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配料及成型：

1.1)按质量百分比，将30～80％的CRT屏玻璃粉、5～20％的磷酸二氢钾、5～20％的磷酸氢二钾、2～20％的硫酸钾、5～40％的磷酸三钾、0.1～20％的氯化钾、0.1～5％的磷酸二氢锌、0.1～20％的磷酸氢二铵、0.1～20％的磷酸二氢铵、0～0.1％的氧化钴以及0～0.5％的氧化锰放入混料机中混合，形成配合料；

1.2)向配合料中加入蒸馏水，并混合均匀，接着放入密闭的容器中室温放置2小时，得到混合料；其中，所加入的蒸馏水的质量占配合料质量的1～3％；

1.3)将混合料装在模具中压制成试样；然后将试样放入烘箱中于110℃保温10～15小时，得到轻质多孔颗粒缓释肥料坯体；

2)轻质多孔颗粒缓释肥料的制备：将轻质多孔颗粒缓释肥料坯体推入已升温至650℃～660℃的辊道窑中，保温5～10min，然后以4～8℃/min的升温速率升温至760℃；再以2～5℃/min的升温速率升温至780～790℃；并在780～790℃下保温15～30min；最后以100～200℃/min的降温速率降温至50～80℃以下，待试样自行破碎后，进行过筛分级，分类收集装袋即得轻质多孔颗粒缓释肥料。

2.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)中CRT屏玻璃粉是采用如下方法得到的：对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗并去除荧光涂层和栅网，得到干净的废CRT屏玻璃；将干净的废CRT屏玻璃进行破碎，然后球磨，最后过300～600目标准筛，得到CRT屏玻璃粉。

3.根据权利要求2所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)中球磨时采用的研磨介质为氧化锆球，且研磨介质的直径小于5mm，控制研磨介质与破碎后干净的废CRT屏玻璃的质量比为2：1。

4.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)混合至均匀度大于98％，结束混合。

5.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)中的混料机采用V形强力混料机。

6.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.1)磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰均为工业原料，粒度大于200目，且磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，硫酸钾，磷酸三钾，氯化钾，磷酸二氢锌，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，氧化钴以及氧化锰先混合均匀后，再和CRT屏玻璃粉一起放入混料机中混合。

7.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：按质量百分比，将30～80％的CRT屏玻璃粉、5～20％的磷酸二氢钾、5～20％的磷酸氢二钾、2～20％的硫酸钾、5～40％的磷酸三钾、0.1～20％的氯化钾、0.1～5％的磷酸二氢锌、0.1～20％的磷酸氢二铵、0.1～20％的磷酸二氢铵、0.02～0.1％的氧化钴以及0.08～0.5％的氧化锰放入混料机中混合，形成配合料。

8.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.3)中压制成试样时所采用的压力为20～30MPa，试样厚度为1～2cm。

9.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.3)中模具的耐火度高于900℃，且在790℃下能够以重复使用。

10.根据权利要求1所述的轻质多孔颗粒缓释肥料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1.3)中将混合料装在模具中之前，向模具的内壁上喷涂厚度为0.2～0.5mm的脱模剂，且脱模剂采用由400目的苏州土、400目氧化铝粉以及水混合成的浆料；其中，400目的苏州土、400目氧化铝粉的质量比为1:1。