一種高效大蔥有機(jī)吸附肥及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高效大蔥有機(jī)吸附肥及其制備方法，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、中藥渣、蘆葦秸稈、草木灰、泥炭土、磷酸二銨、氧化鎂、高錳酸鉀、硼砂、尿素、熟石灰和適量的水；本發(fā)明通過(guò)將蘆葦?shù)慕斩捥幚磉^(guò)后，和中藥渣組成豐富的有機(jī)物基質(zhì)，用于大蔥的種植肥料，同時(shí)加入的無(wú)機(jī)元素先通過(guò)改性的木質(zhì)素顆粒吸附，屬于一種有機(jī)吸附，不僅可以起到緩釋的作用，減少肥料用量，提高效率，還有利于大蔥的吸收功能，木質(zhì)素原料來(lái)源為造紙殘留廢液，有一大優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)需過(guò)多人工就可獲得細(xì)致純凈的木質(zhì)素，還實(shí)現(xiàn)廢物利用的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高效大蔥有機(jī)吸附肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種高效大蔥有機(jī)吸附肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]造紙工業(yè)廣泛采用的堿法紙漿工藝，無(wú)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(wú)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(guò)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(lái)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(lái)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(wú)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(wú)機(jī)元素的顆粒，使肥料起到緩釋的作用，具體是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的:
一種高效大蔥有機(jī)吸附肥，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1?15、中藥渣15' 20、蘆葦秸桿70?90、草木灰15?20、泥炭土 4?8、磷酸二銨10?15、氧化鎂6?10、高錳酸鉀12?17、硼砂4?7、尿素15?20、熟石灰5?10和適量的水。
[0006]—種高效大蔥有機(jī)吸附肥的制備方法，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(guò)清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用；(2)將(1)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)將蘆葦秸桿先進(jìn)行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例對(duì)入水，加入熟石灰，浸泡8? l〇h，然后對(duì)盛裝的容器加熱1?1.5h，再次浸泡60?70min，濾除多余的水分，將殘?jiān)蚰ブ羷驖{，兌入草木灰、中藥渣及泥炭土，混勻備用；(4)混合磷酸二銨、氧化鎂及其它剩余成分，兌入總重量份2?3倍的水，加熱100?110°C 攪拌至熔融狀態(tài)，加入(2)所述的改性木質(zhì)素顆粒，降溫至60?70°C時(shí)保溫復(fù)配；(5)將(4)得到的復(fù)合材料加入到(3)所述的基質(zhì)中，攪拌混勻，適量?jī)端刂坪?0 ?75%，圓盤(pán)造粒機(jī)造粒即可。
[0007]本發(fā)明的思路是將堿性制法的造紙黑液中加酸，使本來(lái)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l〇wt%的硫酸溶液使?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(guò)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(shù)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(guò)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(shù)脂，主要通過(guò)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(guò)后，起到一定的緩釋效果。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)將蘆葦?shù)慕諚U處理過(guò)后，和中藥渣組成豐富的有機(jī)物基質(zhì)，用于大蔥的種植肥料，同時(shí)加入的無(wú)機(jī)元素先通過(guò)改性的木質(zhì)素顆粒吸附，屬于一種有機(jī)吸附，不僅可以起到緩釋的作用，減少肥料用量，提高效率，還有利于大蔥的吸收功能，木質(zhì)素原料來(lái)源為造紙殘留廢液，有一大優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)需過(guò)多人工就可獲得細(xì)致純凈的木質(zhì)素，還實(shí)現(xiàn)廢物利用的特點(diǎn)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:一種高效大蔥有機(jī)吸附肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造紙黑液165、 1 Owt%硫酸溶液35、5%甲醛溶液22、亞硫酸鈉14、中藥渣17、蘆葦秸桿85、草木灰16、泥炭土5、 磷酸二銨12、氧化鎂8、高錳酸鉀16、硼砂5、尿素18、熟石灰8和適量的水。
[0010]—種高效大蔥有機(jī)吸附肥的制備方法，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(guò)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)將蘆葦秸桿先進(jìn)行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例對(duì)入水，加入熟石灰，浸泡8?10h，然后對(duì)盛裝的容器加熱I?1.5h，再次浸泡60?70min，濾除多余的水分，將殘?jiān)蚰ブ羷驖{，兌入草木灰、中藥渣及泥炭土，混勻備用；
(4)混合磷酸二銨、氧化鎂及其它剩余成分，兌入總重量份2?3倍的水，加熱100?110°C攪拌至熔融狀態(tài)，加入(2)所述的改性木質(zhì)素顆粒，降溫至60?70°C時(shí)保溫復(fù)配；
(5 )將(4)得到的復(fù)合材料加入到(3 )所述的基質(zhì)中，攪拌混勻，適量?jī)端刂坪?0-75%，圓盤(pán)造粒機(jī)造粒即可。
[0011]采用本發(fā)明的一種高效大蔥有機(jī)吸附肥用于農(nóng)作物大蔥的種植試驗(yàn)，選用5畝大蔥種植基地，將本發(fā)明的肥料根據(jù)大蔥種植需要作為主要用肥施用，對(duì)照組的5畝大蔥施用普通肥料，結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)組的大蔥及各方面長(zhǎng)勢(shì)均優(yōu)于對(duì)照組，減少肥料的使用量，蔥體更加鮮嫩，受市場(chǎng)的青睞。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高效大蔥有機(jī)吸附肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造紙黑液150? 180、10wt%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20?30、亞硫酸鈉10?15、中藥渣15?20、蘆葦秸桿70? 90、草木灰15?20、泥炭土 4?8、磷酸二銨10?15、氧化鎂6?10、高錳酸鉀12?17、硼砂4?7、尿素 15?20、熟石灰5?10和適量的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高效大蔥有機(jī)吸附肥的制備方法，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 ?60°C，保溫，以120?150r/min的轉(zhuǎn)速緩慢攪拌30?40min，同時(shí)加入10wt%硫酸溶液，抽濾得 木質(zhì)素顆粒，過(guò)清水洗滌3~5遍，最后真空干燥后備用；(2)將(1)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)將蘆葦秸桿先進(jìn)行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例對(duì)入水，加入熟石灰，浸泡8? l〇h，然后對(duì)盛裝的容器加熱1?1.5h，再次浸泡60?70min，濾除多余的水分，將殘?jiān)蚰ブ羷?漿，兌入草木灰、中藥渣及泥炭土，混勻備用；(4)混合磷酸二銨、氧化鎂及其它剩余成分，兌入總重量份2?3倍的水，加熱100?110°C 攪拌至熔融狀態(tài)，加入(2)所述的改性木質(zhì)素顆粒，降溫至60?70°C時(shí)保溫復(fù)配；(5)將(4)得到的復(fù)合材料加入到(3)所述的基質(zhì)中，攪拌混勻，適量?jī)端刂坪?0 ?75%，圓盤(pán)造粒機(jī)造粒即可。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK105967839SQ201610152110
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】王樂(lè)樂(lè), 劉戰(zhàn)
【申請(qǐng)人】安徽鳳陽(yáng)德誠(chéng)科技有限公司