一種有機(jī)吸附促吸收肥料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機(jī)吸附促吸收肥料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：造紙黑液、10wt%硫酸溶液、5%甲醛溶液、亞硫酸鈉、沼氣廢渣、硝酸銨、堅(jiān)果殼、茶葉渣、果蔬垃圾、干牛糞、EM菌劑、鉀礦粉、魚塘底泥、過磷酸銨、鉬酸銨、硫酸鉀和適量的水；利用生活中的垃圾材料，混合后磨漿，接種特制的微生物菌劑，使發(fā)酵按照預(yù)定的產(chǎn)物進(jìn)行，得到有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育的活性成分，此后的制粒過程應(yīng)相當(dāng)注意，不采用高溫的方法處理，以防高溫破壞發(fā)酵的有機(jī)活性產(chǎn)物，而且經(jīng)過事先的滅菌處理，產(chǎn)物更加純凈。
【專利說明】
一種有機(jī)吸附促吸收肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種有機(jī)吸附促吸收肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]造紙工業(yè)廣泛采用的堿法紙漿工藝，無論以木本還是非木本植物為原料，均副產(chǎn)大量的黑液，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年黑液產(chǎn)量為5億噸左右，黑液中約有70%的固形物為有機(jī)物，包括木質(zhì)素、半纖維素及纖維素降解產(chǎn)物等，木質(zhì)素是一種存在于大部分陸地植物木質(zhì)部中的復(fù)雜高分子化合物，數(shù)量非常龐大，估計(jì)國(guó)內(nèi)每年由造紙產(chǎn)生的木質(zhì)素約有1000多萬(wàn)噸。目前，大部分黑液經(jīng)濃縮至45?60%后燃燒、進(jìn)行堿回收，從而造成其中所含的木質(zhì)素這種可再生資源的巨大浪費(fèi)，造紙黑液流入環(huán)境，污染程度高、含大量的有機(jī)纖維、無機(jī)鹽和色素，所含污染物占到了造紙工業(yè)污染物的90%以上，而且堿性較大，顏色深，臭味重和泡沫多，大量消耗水中的溶解氧，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。
[0003]造紙黑液的磺化是指亞硫酸根離子與黑液中所含木質(zhì)素反應(yīng)生成磺化木質(zhì)素的過程。第一段木質(zhì)素的羥甲基化，依據(jù)木質(zhì)素中羥甲基的引入量來確定最優(yōu)值；第二段木質(zhì)素的磺化，依據(jù)凈漿流動(dòng)度來確定最優(yōu)值，輔以磺化度和相對(duì)分子質(zhì)量分析。其中木質(zhì)素的羥甲基化是增加木質(zhì)素活性的方法;磺化反應(yīng)設(shè)定為PH值<7，以亞硫酸鈉作磺化劑，酚型和非酚型的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元都能發(fā)生有利于α碳上的磺化反應(yīng)，有時(shí)也在γ碳上進(jìn)行，但很少在β碳上。
[0004]對(duì)工業(yè)造紙中的造紙黑液進(jìn)行重點(diǎn)利用，然后用于肥料的制備，不僅解決了造紙黑液流入環(huán)境造成的環(huán)境污染，還進(jìn)行廢棄物重利用，用于緩釋肥料的研制，現(xiàn)在主流的造紙黑液大多是用燒堿液高溫蒸煮制漿后，原本木質(zhì)素溶解成堿木質(zhì)素，纖維素析出，濾出纖維素后得到的造紙黑液，所以一般PH大于12，總堿含量20?25%，木質(zhì)素為20?25g/L，污染程度高，含大量纖維、無機(jī)鹽和色素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是重利用造紙黑液，用于農(nóng)業(yè)化肥的生產(chǎn)，制成一種吸附無機(jī)元素的顆粒，使肥料起到緩釋的作用，具體是通過以下方法實(shí)現(xiàn)的:
一種有機(jī)吸附促吸收肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造紙黑液150?180、10界七%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20?30、亞硫酸鈉10?15、沼氣廢渣45?60、硝酸銨10?14、堅(jiān)果殼10?16、茶葉渣15?20、果蔬垃圾30~35、干牛糞15?20、EM菌劑2?3、鉀礦粉10?15、魚塘底泥15?20、過磷酸銨6?10、鉬酸銨2?5、硫酸鉀20?25和適量的水；
一種有機(jī)吸附促吸收肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(I)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-600C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用； (2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒；
(3)混合沼氣廢渣、堅(jiān)果殼及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水至料水比在1:1.5，然后進(jìn)行磨漿，先高溫105?120°C高壓蒸汽滅菌，然后接種EM菌劑，緩慢攪拌發(fā)酵10?12天；
(4 )混合鉀礦粉、過磷酸銨、鉬酸銨、硫酸鉀，加水至剛好完全溶解，加入(2 )所得的木質(zhì)素改性顆粒，恒溫45?60 °C攪拌置換吸附1?15min;
(5)對(duì)(3)所得的液態(tài)發(fā)酵勻漿進(jìn)行鼓風(fēng)式烘干，至含水量30%以下后兌入(4)所述的溶解的化學(xué)混合料，再次攪拌成均勻的黏糊狀，通過圓盤造粒機(jī)造粒，最后鼓熱風(fēng)烘干即可。
[0006]本發(fā)明的思路是將堿性制法的造紙黑液中加酸，使本來溶于堿的酚鹽與酸作用使堿木素析出，先取一定量的造紙黑液，加熱濃縮，然后加入10wt°/c^硫酸溶液使?jié)馊芤旱膒H為2?3，緩慢攪拌的情況下讓木質(zhì)素自由吸附結(jié)團(tuán)形成顆粒，控制攪拌速度使顆粒為80?100目篩之間，然后通過抽濾的方式得到沉淀，用去離子水洗滌3?5次得絮凝沉降的木質(zhì)素顆粒；
本身木質(zhì)素分子中含有多種活性基團(tuán)，在土壤中被微生物緩慢降解后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，而腐殖質(zhì)是泥土的主要成分，對(duì)植物的生長(zhǎng)起到極其關(guān)鍵的作用，對(duì)土壤脲酶活性有一定的抑制作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改良土壤等。但是不能單一作為有機(jī)質(zhì)加入肥料中，那樣僅僅是作為有機(jī)質(zhì)提供營(yíng)養(yǎng)，不能與現(xiàn)代肥料產(chǎn)生聯(lián)系，而且用量較大，效果一般，也不值得耗費(fèi)物力、人力對(duì)造紙黑液的改造，也不符合現(xiàn)代肥料倡導(dǎo)的用量少，效果明顯的特點(diǎn)；考慮到這點(diǎn)，我們將木質(zhì)素結(jié)合顆粒進(jìn)行化學(xué)改性，制成木質(zhì)素磺酸鹽，它是一種制造離子交換樹脂的好原料，成為一種高分子材料，木質(zhì)素顆粒由于屬于自由沉降，未加入任何粘結(jié)劑，彼此交聯(lián)結(jié)構(gòu)松散，制成木質(zhì)素磺酸鹽過后，屬于高分子結(jié)構(gòu)，彼此交聯(lián)更為豐富，不易破裂，同時(shí)具有很強(qiáng)的陽(yáng)離子交換吸附能力，而且克服了木質(zhì)素本身水溶性差的缺點(diǎn)，發(fā)明的目的不在于制備純正的陽(yáng)離子交換樹脂，主要通過一定的條件控制，使木質(zhì)素顆粒的結(jié)合更加緊密，增強(qiáng)其親水性，同時(shí)使顆粒表面的木質(zhì)素分子轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素磺酸鹽，用于吸附金屬陽(yáng)離子，加入肥料過后，起到一定的緩釋效果。
[0007]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用生活中的垃圾材料，混合后磨漿，接種特制的微生物菌劑，使發(fā)酵按照預(yù)定的產(chǎn)物進(jìn)行，得到有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育的活性成分，此后的制粒過程應(yīng)相當(dāng)注意，不采用高溫的方法處理，以防高溫破壞發(fā)酵的有機(jī)活性產(chǎn)物，而且經(jīng)過事先的滅菌處理，產(chǎn)物更加純凈。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1:
一種有機(jī)吸附促吸收肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造紙黑液160、10的%硫酸溶液35、5%甲醛溶液25、亞硫酸鈉14、沼氣廢渣50、硝酸銨12、堅(jiān)果殼12、茶葉渣16、果蔬垃圾33、干牛糞16、EM菌劑3、鉀礦粉12、魚塘底泥17、過磷酸銨8、鉬酸銨4、硫酸鉀22和適量的水；
一種有機(jī)吸附促吸收肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(I)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-60°C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用；
(2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒；
(3)混合沼氣廢渣、堅(jiān)果殼及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水至料水比在1:1.5，然后進(jìn)行磨漿，先高溫105?120°C高壓蒸汽滅菌，然后接種EM菌劑，緩慢攪拌發(fā)酵10?12天；
(4 )混合鉀礦粉、過磷酸銨、鉬酸銨、硫酸鉀，加水至剛好完全溶解，加入(2 )所得的木質(zhì)素改性顆粒，恒溫45?60 °C攪拌置換吸附1?15min;
(5)對(duì)(3)所得的液態(tài)發(fā)酵勻漿進(jìn)行鼓風(fēng)式烘干，至含水量30%以下后兌入(4)所述的溶解的化學(xué)混合料，再次攪拌成均勻的黏糊狀，通過圓盤造粒機(jī)造粒，最后鼓熱風(fēng)烘干即可。
[0009]采用本發(fā)明的一種有機(jī)吸附促吸收肥料用于農(nóng)作物玉米的種植試驗(yàn)，選用5畝玉米種植基地，將本發(fā)明的肥料根據(jù)玉米種植需要作為主要用肥施用，對(duì)照組的5畝玉米施用普通肥料，結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)組的玉米及各方面長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于對(duì)照組，收益方面也更加豐富，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增產(chǎn)10.3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有機(jī)吸附促吸收肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造紙黑液150?180、10?丨%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20?30、亞硫酸鈉1?15、沼氣廢渣45?60、硝酸銨10?14、堅(jiān)果殼10?16、茶葉渣15?20、果蔬垃圾30~35、干牛糞15?20、EM菌劑2?3、鉀礦粉10?15、魚塘底泥15?20、過磷酸銨6?10、鉬酸銨2?5、硫酸鉀20?25和適量的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機(jī)吸附促吸收肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: (1)將造紙黑液加入到反應(yīng)釜中，加熱至沸，蒸煮濃縮至原有1/3，然后轉(zhuǎn)水浴加熱至50-600C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10?七%硫酸溶液，抽濾得木質(zhì)素顆粒，過清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用； (2)將(I)所得的木質(zhì)素顆粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，調(diào)節(jié)pH為10?11，加熱至70?80°C保溫反應(yīng)1.2?1.5h，測(cè)量pH值呈中性后加入亞硫酸鈉，提高溫度130?150°C下反應(yīng)3?4h，再次洗滌并干燥，得改性的木質(zhì)素顆粒； (3)混合沼氣廢渣、堅(jiān)果殼及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水至料水比在1:1.5，然后進(jìn)行磨漿，先高溫105?120°C高壓蒸汽滅菌，然后接種EM菌劑，緩慢攪拌發(fā)酵10?12天； (4)混合鉀礦粉、過磷酸銨、鉬酸銨、硫酸鉀，加水至剛好完全溶解，加入(2)所得的木質(zhì)素改性顆粒，恒溫45?60 °C攪拌置換吸附1?15min; (5)對(duì)(3)所得的液態(tài)發(fā)酵勻漿進(jìn)行鼓風(fēng)式烘干，至含水量30%以下后兌入(4)所述的溶解的化學(xué)混合料，再次攪拌成均勻的黏糊狀，通過圓盤造粒機(jī)造粒，最后鼓熱風(fēng)烘干即可。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK105967939SQ201610152090
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】王樂樂, 劉戰(zhàn)
【申請(qǐng)人】安徽鳳陽(yáng)德誠(chéng)科技有限公司