一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料及其制備方法，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、蒙脫石粉、環(huán)糊精、瓊脂粉、醇醛樹脂、檸檬酸、硫酸鎂、農(nóng)用稀土、氯化鉀、腐殖酸銨、草酸、硫酸錳、高錳酸鉀和適量的水；采用包膜，先控制制備好的肥料顆粒的水分，然后將石粉為主的包衣材料噴灑在顆粒的表面，不僅有效阻止肥料顆粒間相互粘連，還防止肥料顆粒的快速裂解，大大延長肥料的使用時期，經(jīng)過改性的木質(zhì)素顆粒表面具有一定的木質(zhì)素磺酸鈉成分，可以吸附陽離子，促進肥料的吸收，防止水土流失。
【專利說明】
一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料及其制備方法。
【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，估計國內(nèi)每年由造紙產(chǎn)生的木質(zhì)素約有1000多萬噸。目前，大部分黑液經(jīng)濃縮至45?60%后燃燒、進行堿回收，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，造紙黑液流入環(huán)境，污染程度高、含大量的有機纖維、無機鹽和色素，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)凈漿流動度來確定最優(yōu)值，輔以磺化度和相對分子質(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)，有時也在γ碳上進行，但很少在β碳上。
[0004]對工業(yè)造紙中的造紙黑液進行重點利用，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現(xiàn)的:
一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料，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10?15、蒙脫石粉15?20、環(huán)糊精2?3、瓊脂粉I?2、醇醛樹脂3?5、檸檬酸5?8、硫酸鎂15?20、農(nóng)用稀土 20?30、氯化鉀15?20、腐殖酸銨20?26、草酸3?5、硫酸錳5?10、高錳酸鉀10?15和適量的水；
一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟:
(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)混合硫酸鎂、氯化鉀及其它以下未涉及的剩余成分，按重量份1:1的比例加水，然后加熱至80?90°C，保溫攪拌至熔融狀態(tài)，然后加入(2)所述的木質(zhì)素改性顆粒，保溫繼續(xù)攪拌20?25min吸附；
(4)將農(nóng)用稀土粉碎過20?40目篩，加入至(3)所述的熔融溶液中，攪拌制成勻漿，噴漿造粒后保持肥料顆粒含水量25?30%;
(5)將醇醛樹脂加水溶解，然后加入蒙脫石粉、環(huán)糊精和瓊脂粉，補加水至整體呈均勻的漿料，靜置后無清水析出，然后噴灑在(4)所述的肥料顆粒表面，最后烘干即可。
[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，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，對植物的生長起到極其關(guān)鍵的作用，對土壤脲酶活性有一定的抑制作用，促進植物生長，改良土壤等。但是不能單一作為有機質(zhì)加入肥料中，那樣僅僅是作為有機質(zhì)提供營養(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，也不值得耗費物力、人力對造紙黑液的改造，也不符合現(xiàn)代肥料倡導(dǎo)的用量少，效果明顯的特點；考慮到這點，我們將木質(zhì)素結(jié)合顆粒進行化學(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，同時具有很強的陽離子交換吸附能力，而且克服了木質(zhì)素本身水溶性差的缺點，發(fā)明的目的不在于制備純正的陽離子交換樹脂，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，增強其親水性，同時使顆粒表面的木質(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:采用包膜，先控制制備好的肥料顆粒的水分，然后將石粉為主的包衣材料噴灑在顆粒的表面，不僅有效阻止肥料顆粒間相互粘連，還防止肥料顆粒的快速裂解，大大延長肥料的使用時期，經(jīng)過改性的木質(zhì)素顆粒表面具有一定的木質(zhì)素磺酸鈉成分，可以吸附陽離子，促進肥料的吸收，防止水土流失。
【具體實施方式】
[0008]實施例1:
一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造紙黑液170,10?丨%硫酸溶液36、5%甲醛溶液26、亞硫酸鈉12、蒙脫石粉15、環(huán)糊精2、瓊脂粉2、醇醛樹月旨5、檸檬酸5、硫酸鎂17、農(nóng)用稀土 22、氯化鉀16、腐殖酸銨24、草酸4、硫酸錳8、高錳酸鉀13和適量的水；
一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (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)混合硫酸鎂、氯化鉀及其它以下未涉及的剩余成分，按重量份1:1的比例加水，然后加熱至80?90°C，保溫攪拌至熔融狀態(tài)，然后加入(2)所述的木質(zhì)素改性顆粒，保溫繼續(xù)攪拌20?25min吸附；
(4)將農(nóng)用稀土粉碎過20?40目篩，加入至(3)所述的熔融溶液中，攪拌制成勻漿，噴漿造粒后保持肥料顆粒含水量25?30%;
(5)將醇醛樹脂加水溶解，然后加入蒙脫石粉、環(huán)糊精和瓊脂粉，補加水至整體呈均勻的漿料，靜置后無清水析出，然后噴灑在(4)所述的肥料顆粒表面，最后烘干即可。
[0009]采用本發(fā)明的一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料用于農(nóng)作物玉米的種植試驗，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，對照組的5畝玉米施用普通肥料，結(jié)果顯示:實驗組的玉米及各方面長勢均優(yōu)于對照組，肥料在土壤中的保存時間更長，減少肥料的使用量，檢測土壤的理化數(shù)據(jù)表明，元素成有機態(tài)存在，保護土壤結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)廢物利用。
【主權(quán)項】
1.一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料，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10?15、蒙脫石粉15?20、環(huán)糊精2?3、瓊脂粉卜2、醇醛樹脂3~5、檸檬酸5?8、硫酸鎂15?20、農(nóng)用稀土 20?30、氯化鉀15?20、腐殖酸銨20?26、草酸3~5、硫酸錳5?1、高錳酸鉀1?15和適量的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種經(jīng)過包衣的雙重緩釋肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: (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)混合硫酸鎂、氯化鉀及其它以下未涉及的剩余成分，按重量份1:1的比例加水，然后加熱至80?90°C，保溫攪拌至熔融狀態(tài)，然后加入(2)所述的木質(zhì)素改性顆粒，保溫繼續(xù)攪拌20?25min吸附； (4)將農(nóng)用稀土粉碎過20?40目篩，加入至(3)所述的熔融溶液中，攪拌制成勻漿，噴漿造粒后保持肥料顆粒含水量25?30%; (5)將醇醛樹脂加水溶解，然后加入蒙脫石粉、環(huán)糊精和瓊脂粉，補加水至整體呈均勻的漿料，靜置后無清水析出，然后噴灑在(4)所述的肥料顆粒表面，最后烘干即可。
【文檔編號】C05G3/00GK105967838SQ201610152108
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】王樂樂, 劉戰(zhàn)
【申請人】安徽鳳陽德誠科技有限公司