木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)生物質(zhì)利用技術(shù)，主要涉及一種木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個人口眾多的農(nóng)業(yè)大國，糧食安全關(guān)乎國計民生和社會的平安穩(wěn)定。由于我國對土地掠奪式的開發(fā)利用，耕地問題比較突出，主要表現(xiàn)在中低產(chǎn)耕地多、耕地質(zhì)量下降、土壤污染等問題。保護(hù)土地質(zhì)量刻不容緩，目前國家大力倡導(dǎo)的秸桿還田技術(shù)在不少地區(qū)取得良好的效果，但是在北方地區(qū)尤其是東北地區(qū)，秸桿還田等技術(shù)難以全面推廣，其主要是因為氣溫低導(dǎo)致當(dāng)年秸桿難以腐爛影響之后的出苗率，因此，在難以進(jìn)行秸桿還田的地區(qū)推廣生物炭還田，符合因地制宜的原則。為保證和提高單位面積糧食產(chǎn)量，化肥的使用成為重要的技術(shù)手段。但是，化肥的大量使用不僅造成環(huán)境污染，而且化肥利用效率低，化肥損失浪費多，提高了施肥作業(yè)成本，以尿素為例，其利用率僅為30-60 % ο因此將生物質(zhì)炭與尿素結(jié)合研發(fā)一種肥料利用率高、環(huán)境污染輕、同時能夠提高土壤肥力的新型生物質(zhì)肥料迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需要，研發(fā)一種木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素及制備方法，達(dá)到提高肥料利用率和土壤肥力、減輕環(huán)境污染、制造工藝方法簡單的目的。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素，所述木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素由熱解生物質(zhì)炭、尿素和粘結(jié)劑組成，所述粘結(jié)劑按重量單位計，由9-18%的酸沉木質(zhì)素、5-90 %的木醋液、0-86 %的水配伍組成。
[0005]一種木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素制備方法，①、原料備制:將熱解生物質(zhì)炭粉碎，過48目篩；將尿素過24目篩；將酸沉木質(zhì)素溶于木醋液或溶于木醋液、水中，震蕩混勻，得粘結(jié)劑備用；?、用已過24目篩后的尿素顆粒為球核進(jìn)行造粒，同時將粘結(jié)劑均勻噴淋到尿素顆粒表面上，邊噴淋邊加入過48目篩的熱解生物質(zhì)炭，至粘結(jié)劑全部噴完后，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物、將木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物在40-80°C條件下烘干至恒重，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素成品。
[0006]在本發(fā)明的木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中，木質(zhì)素溶解于木醋液中，使炭粉能夠較好的包裹尿素，形成致密的粘結(jié)劑與生物質(zhì)炭混合物包膜，表面包膜層隨著時間慢慢破損，尿素得到釋放。表面的生物質(zhì)炭剝離后能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤孔隙率，增強(qiáng)了土壤的保水保溫保肥和通氣能力；造紙黑液中的酸沉木質(zhì)素由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以高值化利用，通過與木醋液共混后其經(jīng)過加熱后能明顯改善其粘結(jié)性能，能將炭粉包膜尿素較好的成型，使用量很少的酸沉木質(zhì)素就能成型較多的生物炭包膜尿素，同時其中的木質(zhì)素是土壤中腐殖質(zhì)的前體，木醋液具有殺菌等功能，起到改良土壤和防蟲殺菌功能；另外，酸沉木質(zhì)素還具有緩釋、長效、抑制脲酶活性、提高氮肥利用率的作用。本發(fā)明創(chuàng)造的組分構(gòu)成新穎合理、簡單，制作工藝簡便易行，生產(chǎn)成本低廉，肥料利用率高，肥效時間長，環(huán)境污染輕，功能多樣。
【具體實施方式】
[0007]實施例一:
[0008]將10千克質(zhì)量的酸沉木質(zhì)素溶于90千克質(zhì)量的木醋液中，震蕩混勻得到粘結(jié)劑；將已過24目篩的尿素顆粒放入造粒設(shè)備中造粒，將粘結(jié)劑均勻的噴灑到尿素表面上，同時加入粉碎后已過48目篩的熱解生物質(zhì)炭，此過程持續(xù)到粘結(jié)劑加完，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物，將造粒完的木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物在45°C下進(jìn)行烘干至恒重，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素成品。
[0009]實施例二:
[0010]將15千克質(zhì)量的酸沉木質(zhì)素溶于30千克質(zhì)量的木醋液和55千克的水中，震蕩混勻得到粘結(jié)劑；將已過24目篩的尿素顆粒放入造粒設(shè)備中造粒，將粘結(jié)劑均勻的噴灑到尿素表面上，同時加入粉碎后已過48目篩的熱解生物質(zhì)炭，此過程持續(xù)到粘結(jié)劑加完，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物，將造粒完的木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物在60°C下進(jìn)行烘干至恒重，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素成品。
[0011]大量的科研實驗證明，本發(fā)明具有明顯、突出的技術(shù)效果:1、氣肥利用率提尚:木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素的施入與同等尿素的施入量比較，氮肥的利用率在57-64.6%，比單施尿素多5-23個百分點；2、土壤疏松度增加:土壤容重是土壤物理特性的一個重要指標(biāo)，土壤容重的降低一般表明土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)得到改善，在0-7cm的土層中，添加了木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素的土壤容重比未添加的土壤容重下降4.4-5.2%，表明土壤疏松度增加；3、持水性提高:木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素持水量為本身重量的1.5-1.7倍左右；4、吸附重金屬能力增強(qiáng):木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中炭對重金屬鉛的吸附量能達(dá)到0.3mg/g，且不容易解吸下來，解吸率小于8% ;5、殺菌抑菌效果好:木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素對大腸桿菌、變形桿菌、巨大芽孢桿菌、產(chǎn)氣桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌和黑曲霉、青霉等霉菌都有明顯的抑菌作用，起到天然抗菌素的作用。
【主權(quán)項】
1.一種木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素，所述木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素由熱解生物質(zhì)炭、尿素和粘結(jié)劑組成，其特征在于:所述粘結(jié)劑按重量單位計，由9-18%的酸沉木質(zhì)素、5-90 %的木醋液、0-86 %的水配伍組成。
2.—種如權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素制備方法，其特征在于:①、原料備制:將熱解生物質(zhì)炭粉碎，過48目篩；將尿素過24目篩；將酸沉木質(zhì)素溶于木醋液或溶于木醋液、水中，震蕩混勻，得粘結(jié)劑備用；?、用已過24目篩后的尿素顆粒為球核進(jìn)行造粒，同時將粘結(jié)劑均勻噴淋到尿素顆粒表面上，邊噴淋邊加入過48目篩的熱解生物質(zhì)炭，至粘結(jié)劑全部噴完后，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物、將木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中間產(chǎn)物在40-80 V條件下烘干至恒重，得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素成品。
【專利摘要】木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素及制備方法屬于農(nóng)業(yè)生物質(zhì)利用技術(shù)；所述木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素中的粘結(jié)劑由酸沉木質(zhì)素、木醋液和水按不同重量比組成，通過利用木醋液或木醋液、水將酸沉木質(zhì)素溶解，得粘結(jié)劑；再經(jīng)造粒、噴淋、烘干工藝得木質(zhì)素粘結(jié)生物炭包膜尿素成品；本發(fā)明的粘結(jié)劑組份新穎、環(huán)保，制備方法合理、簡單，制造工藝簡便易行，生產(chǎn)成本低廉，肥料利用率高，肥效時間長，環(huán)境污染輕，改善土壤結(jié)構(gòu)，抑菌效果好。
【IPC分類】C05G3-00, C05G3-02, C05G3-04
【公開號】CN104628482
【申請?zhí)枴緾N201510070595
【發(fā)明人】秦麗元, 蔣恩臣, 王秋靜, 羅立娜, 趙晨希, 盧爽, 賈月雯, 高忠志
【申請人】東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月7日