本發(fā)明涉及一種粘結(jié)劑，具體涉及一種高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著我們現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設的不斷發(fā)展，對優(yōu)質(zhì)高效、可實現(xiàn)增產(chǎn)增收、能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境保護的肥料需求日益增多。但目前國內(nèi)主要還是供應氮、磷、鉀等無機肥，無機肥長期使用會使土壤團粒結(jié)構(gòu)遭到破壞，易造成土壤板結(jié)、土質(zhì)變硬，從而出現(xiàn)化肥越用越多，產(chǎn)量卻越來越低的怪象。因此現(xiàn)在有機-無機復混肥越來越受到重視，添加有機質(zhì)的肥料能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤板結(jié)，增加產(chǎn)量。

在復混肥造粒過程中，粘結(jié)劑是影響其生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，粘結(jié)劑是制取顆粒不可缺少的組分，它主要起粘結(jié)、增大顆粒粒徑，增加顆粒強度的作用。常用的粘結(jié)劑為凹凸棒土或膨潤土等無機粘結(jié)劑，但其添加量高、成粒率低和返料率高等缺點限制了高濃度顆粒復混肥的發(fā)展。有機粘結(jié)劑比傳統(tǒng)的無機粘結(jié)劑具有用量小、成球率高、成球速度快、返料率低、帶入有害雜質(zhì)少、環(huán)境污染小等優(yōu)點，但成本高、顆粒強度低。

腐殖酸是一大類多環(huán)稠環(huán)有機化合物，廣泛存在于泥炭、褐煤和風化煤中，將腐殖酸與無機粘結(jié)劑混合配成復合粘結(jié)劑，并添加到無機肥料中，不僅對增強土壤肥力和改善土壤結(jié)構(gòu)有良好的作用，還可提高肥效，減少化肥被固定和流失，而且復合粘結(jié)劑的使用也可大大減少無機粘結(jié)劑的加入量，降低造粒成本，提高成球質(zhì)量。但泥炭、褐煤或風化煤中的腐殖酸含量較低，復合粘結(jié)劑中的腐殖酸含量亦很低，為了保證無機肥料中的主養(yǎng)分的含量不變，復合粘結(jié)劑的加量需要控制，因此無機肥料中的腐殖酸含量，即有機質(zhì)含量并不高，起不到明顯的改善土壤、提高肥效的作用；而且腐殖酸水溶性差，與無機粘結(jié)劑簡單混合配成復合粘結(jié)劑并添加到水溶性無機肥料中后，只能作基肥采用隨機播施或穴施的方法施入土壤，無法作水溶肥從而可以采用滴施，噴施或澆施的施肥方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是能把高含量的腐殖酸與無機粘結(jié)劑通過化學反應合成得到高粘度、高水溶性的肥料造粒用粘結(jié)劑，克服了長期以來腐殖酸材料不能溶于無機水溶性肥料中的特點，同時又和無機肥料形成無機-有機復混肥，不僅能提高肥效，又能增強土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明一方面提供了一種高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑,由膨潤土、腐殖酸、木素和無機堿按比例備料，粉碎后放入反應釜中，經(jīng)高溫反應后提純制備而成，以重量百分比計，各原料的配比如下：

膨潤土：10-20％；

腐殖酸風化煤：50-60％；

木素：10-20％；

無機堿：10-20％。

本發(fā)明的腐殖酸粘結(jié)劑的有益效果是：本發(fā)明所提供的腐殖酸粘結(jié)劑，應用的腐殖酸來自于風化煤，風化煤中腐殖酸含量在40-60％之間，與無機粘結(jié)劑混合配成復合粘結(jié)劑之后，腐殖酸含量更低，因此添加到無機肥料中的腐殖酸含量很難提高；本發(fā)明采用高溫熬和、沉淀池沉降的方法，將腐殖酸從風化煤中提取出來，提取的腐殖酸純度增高，而且反應中加入了木素，木素與無機堿反應又生成了新的腐殖酸，因此粘結(jié)劑中腐殖酸含量更高，原料中腐殖酸的含量為20-36％(風化煤中腐殖酸含量為40-60％，原料中風化煤含量為50-60％，因此腐殖酸在原料中的含量為20-36％)，反應提純后得到的粘結(jié)劑中腐殖酸的含量高達70-90％，腐殖酸含量大大增加，高純度的腐殖酸添加到肥料中既不會影響主養(yǎng)分含量，又能保持高的腐殖酸含量；

本發(fā)明所提供的腐殖酸粘結(jié)劑是一種無機-有機復合粘結(jié)劑，通過實驗測試，其中水不溶物的含量低于1％，遠遠低于常規(guī)腐殖酸粘結(jié)劑中水不溶物含量5％的比例，是一種水溶性很高的腐殖酸粘結(jié)劑，克服了長期以來腐殖酸材料不能加進水溶性無機肥料中去的缺點，不僅可作基肥采用隨機播施或穴施的方法來施肥，也可以作為水溶肥采用滴施，噴施或澆施方法施肥。

進一步的，所述膨潤土中蒙脫石和膠質(zhì)含量均大于60wt％，使得粘結(jié)劑中的微量元素和膠質(zhì)含量較高，增加了產(chǎn)品的粘合性能。

進一步的，所述腐殖酸風化煤中腐殖酸的含量為40-60wt％。可以理解的是，風化煤中腐殖酸含量是相對較低的。

進一步的，所述木素為木素質(zhì)和/或秸稈木素。所述秸稈木素來自于秸稈、樹葉、爛菜、果殼等，添加木素后，木素與無機堿反應，生成新的腐殖酸，使粘結(jié)劑中的腐殖酸含量更高。

進一步的，所述無機堿為氫氧化鉀或氫氧化鈉。通過加入無機堿，與腐殖酸生料發(fā)生反應，生成熟料腐殖酸鹽，降低了植物蟲害；且無機堿與木素反應后可以生成新的腐殖酸，增加粘結(jié)劑中腐殖酸的含量。

本發(fā)明另一個方面提供了一種高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：將原料膨潤土、腐殖酸、木素和有機堿粉碎至粒度分別為80-100目、150-200目、80-100目和60-80目；

S2：按重量百分比將膨潤土、腐殖酸、木素和無機堿放入反應釜中，加入2-3倍原料重量的水后將反應釜關(guān)閉，升溫至80-100℃，邊升溫邊攪拌物料，反應時間至少為8h，攪拌速度為100-200rmp，反應釜中的壓力保持在0.1-0.3kp；

S3：將步驟S2所得產(chǎn)物放入沉淀池中沉淀5-10h后，取上層清液，濃縮、干燥，粉碎成粒度80-120目，即得腐殖酸粘結(jié)劑。

進一步的，步驟S2具體為：按重量百分比將膨潤土、腐植酸風化煤、木素和無機堿放入反應釜中，加入2-3倍原料重量的水后將反應釜關(guān)閉，升溫至80-100℃，邊升溫邊攪拌物料，溫度到達后保持攪拌1-2h,隨后停止攪拌，物料在此溫度下恒溫靜置至少7h。

進一步的，在步驟S3中，所述上層清液采用噴霧干燥、自然蒸發(fā)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、真空干燥中的一種或多種方法進行濃縮、干燥。

本發(fā)明的制備方法的有益效果是：本發(fā)明采用高溫熬和、沉淀池沉降的辦法，將腐殖酸從風化煤中提純，得到了純度較高的腐殖酸，而且木素和無機堿反應生成新的腐殖酸，使粘結(jié)劑中的腐殖酸含量更高；原料在反應釜中反應后，產(chǎn)物在沉淀池中進行沉降，將下層沉淀去除，取上層清液進行濃縮干燥，這一過程為腐殖酸的提純過程，上層清液中含有腐殖酸和無機堿反應后生成的水溶性腐殖酸鹽，因此粘結(jié)中的腐殖酸水溶性很高；

本發(fā)明所提供的高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑制備方法，能把低腐殖酸含量的風化煤和木素經(jīng)化學反應后提純得到高腐殖酸含量、高粘度和高水溶性的肥料造粒用粘結(jié)劑；本發(fā)明的制備方法采用腐殖酸生料，經(jīng)過和無機堿發(fā)生化學反應后變成了腐殖酸熟料，將熟料腐殖酸粘結(jié)劑添加到肥料中，可以降低蟲害。

本發(fā)明還提供了一種高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑在肥料造粒中的應用。

進一步的，所述肥料為無機肥料、有機肥料或有機-無機復混肥中的任一種。本發(fā)明提供的高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑主要用于肥料造粒，所述肥料類型不限，可以為無機肥，有機肥或無機-有機復混肥，肥料水溶性也不限，既可以是水溶性的，也可以為非水溶性的。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例一

將腐殖酸風化煤(腐殖酸含量為40％)、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的粒度分別粉碎至80目、150目、80目和60目，按照腐殖酸風化煤50％、膨潤土10％、秸稈木素20％和氫氧化鉀20％的重量比混加入反應釜中，腐殖酸風化煤、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的總重量為100kg，然后在反應釜中加入250kg水，關(guān)閉反應釜，反應釜中的壓力保持在0.15kp，將反應釜升溫至80℃，升溫過程中以轉(zhuǎn)速100rmp攪拌物料，溫度到達80℃后保持攪拌1h,隨后停止攪拌，物料在80℃恒溫靜置10h，打開反應釜，將物料放入沉淀池中沉淀8h，取上層清液，噴霧干燥，產(chǎn)物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑。

本實施例所得腐殖酸粘結(jié)劑水溶性不溶物含量約為0.5％，腐殖酸含量約為70％，有機質(zhì)含量約為75％。

實施例二

將腐殖酸風化煤(腐殖酸含量為50％)、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的粒度分別粉碎至90目、180目、90目和70目，按照腐殖酸風化煤55％、膨潤土15％、秸稈木素15％和氫氧化鉀15％的重量比混加入反應釜中，腐殖酸風化煤、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的總重量為100kg，然后在反應釜中加入280kg水，關(guān)閉反應釜，反應釜中的壓力保持在0.2kp，將反應釜升溫至90℃，升溫過程中以轉(zhuǎn)速150rmp攪拌物料，溫度到達90℃后保持攪拌1h,隨后停止攪拌，物料在90℃恒溫靜置12h，打開反應釜，將物料放入沉淀池中沉淀9h，取上層清液，噴霧干燥，產(chǎn)物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑。

本實施例所得腐殖酸粘結(jié)劑水溶性不溶物含量約為0.7％，腐殖酸含量約為75％，有機質(zhì)含量約為80％。

實施例三

將腐殖酸風化煤(腐殖酸含量為60％)、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的粒度分別粉碎至100目、200目、4100目和80目，按照腐殖酸風化煤60％、膨潤土10％、秸稈木素20％和氫氧化鈉10％的重量比混加入反應釜中，腐殖酸、膨潤土、秸稈木素和氫氧化鉀的總重量為100kg，然后在反應釜中加入300kg水，關(guān)閉反應釜，反應釜中的壓力保持在0.3kp，將反應釜升溫至100℃，升溫過程中以轉(zhuǎn)速100rmp攪拌物料，溫度到達100℃后保持2h攪拌,隨后停止攪拌，物料在100℃恒溫靜置15h，打開反應釜，將物料放入沉淀池中沉淀10h，取上層清液，噴霧干燥，產(chǎn)物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘結(jié)劑。

本實施例所得腐殖酸粘結(jié)劑水溶性不溶物含量約為0.8％，腐殖酸含量約為90％，有機質(zhì)含量約為95％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。