CN102093129B - 以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法，将肥料、改性后的粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝铁混合造粒，得到一种复合型控失肥料，本发明的方法原料来源广泛、造价低廉、生产工艺简单、环境友好、易商品化、为粉煤灰的综合利用提供了新思路。该复合型控失肥料将氮固定在土壤中，可以减少氮素的流失达20～60％，提高复合肥的利用率，减少氮素对水体和大气的污染，具有良好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及化肥领域，特别涉及一种以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法。
背景技术
农业生产离不开化肥，传统的肥料利用率低，肥效期短，养分容易淋失、挥发和固定。农业生产中化肥大量流失不仅造成肥料的利用率低下，同时也造成水体和环境严重污染的问题。据统计，当季施用的氮素化肥中，20％～25％随降水径流和渗漏排出农田，进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，造成水体富营养化。就地表水(湖泊等)硝态氮的污染而论，氮素化肥占了50％以上。如何兼顾种植业发展和保持良好的水生态环境，控制和减少化肥的流失是急需解决的重大科学技术问题。
控失肥是通过复合材料对复合肥进行改性，将其中的养分固定在土壤(植物根际)中，形成分子网格吸附和固定化肥元素，阻止其流失或挥发而被农作物有效吸收，满足植物生长发育过程中对养分的需求。针对传统肥料的缺点，研制能够有效减少养分流失、提供持久肥力和减少肥料对土壤污染的新型复合型控失肥料意义特别重大。因此，优化控失复合肥的生产配方，改进控失复合肥的生产工艺，降低控失复合肥的生产成本，开发专用的控失复合肥是目前植物营养有关的肥料科学技术领域的一个热门课题。
粉煤灰是煤或煤粉燃烧后的细粒分散状残余物，主要来源于排出的工业废渣。随着经济的飞速发展，煤炭用量增加，粉煤灰排放量也与日俱增。当今发达国家粉煤灰大多已经商品化和资源化，美国已经将粉煤灰列为12种固体资源的第七种，欧洲部分国家综合利用率已达到100％。我国是世界煤炭消耗量最大的国家，但是我国的粉煤灰利用率仅为25％，因此，扩大粉煤灰的综合利用时大势所趋。
发明内容
本发明目的为了克服农业生产中使用的传统肥料的不足，提供一种以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法，利用燃料厂排出的工业反渣——粉煤灰为原料，提供一种复合型控失肥料。相对于传统肥料而言，这种复合型控失肥料具有：节约肥料、降低消耗、对环境友好、省时省力、增产增效的优点；同时，以粉煤灰为主要原料，不仅可以节约化工原料，同时具有原料来源广泛、造价低廉的优势，更为粉煤灰的综合利用及减少粉煤灰对环境的污染提供了新思路。
本发明技术方案为：
以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
a)将粉煤灰置于坩埚中在马弗炉内进行焙烧，焙烧温度为400～1200℃，焙烧时间为2～4小时；用2mol/L的酸对焙烧后的粉煤灰进行酸溶处理，固液质量比为1∶2～1∶3，酸溶时间为2～3小时，温度保持在30～90℃，得到预处理粉煤灰；
b)预处理粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝按配料质量比为5～20∶0.5～2∶2～30∶3～20进行混合；将配料置于马弗炉中焙烧1～3小时，焙烧温度为400～1200℃，得到焙烧产物；
c)在搅拌条件下，将焙烧产物全部浸入到去离子水中，升温至30～80℃，恒温2～3h，取液补碱至中性；
d)将上述混合液升温至100℃，在搅拌条件下晶化1～7小时；
e)过滤洗涤d)步骤中得到的产物，烘干得到的产品和氮肥按配料质号比5～30∶70～95的比例混合造粒，得到复合型控失肥料。
所述的酸为盐酸或/和硫酸。
本发明的优点及积极效果：本发明提供的合成方法不需要苛刻的设备条件、操作安全简便、原料简单且生产成本较低、工艺重现性好、可操作性强、反应条件简单、能够实现放大生产。同时，利用粉煤灰为原料以及控失肥防止氮肥流失的作用，对保护水环境和大气环境都有着十分积极的意义，该合成方法经济环保，具有良好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
图1为控失剂添加量为15％铵氮溶出特性图。
图2为控失剂添加量为15％铵氮累积溶出率图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备：
a)将5.0g粉煤灰置于在马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为600℃，焙烧时间为2小时；用15ml 2mol/L的盐酸对焙烧后的粉煤灰进行酸溶处理2小时，温度保持在80℃，得到预处理的粉煤灰；
b)预处理的粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝铁以配料质量比为7∶1∶8∶7的进行混合；将配料置于在马弗炉中焙烧1小时，焙烧温度为1000℃，得焙烧产物；
c)搅拌条件下，将焙烧产物全部进入到去离子水中，升温至40℃，恒温2h，取液补碱至中性；
d)将混合液升温至100℃，在搅拌条件下晶化3小时；
e)过滤洗涤d)步骤中得到的产物，烘干得到的产品和氮肥按照质量比15∶75例混合造粒，得到复合型控失肥料。
实施例2
以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备：
a)将5.0g粉煤灰置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为4小时；用15ml 2mol/L的硫酸对焙烧后的粉煤灰进行酸溶处理3小时，温度保持在60℃，得到预处理的粉煤灰；
b)预处理的粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝铁以配料质量比为10∶1.5∶15∶10的进行混合；将配料置于马弗炉中焙烧1小时，焙烧温度为1000℃，得到焙烧产物；
c)搅拌条件下，将焙烧产物全部浸入到去离子水中，温至50℃，恒温2h，取液补碱至中性；
d)将混合液升温至100℃，在搅拌条件下晶化7小时；
e)过滤洗涤d)步骤中得到的产物，烘干得到的产品和氮肥按照质量比18∶82的比例混合造粒，得到复合型控失肥料。
实施例3
以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备：
a)将5.0g的粉煤灰置于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为1000℃，焙烧时间为3小时；加入7.5ml 2mol/L的硫酸和7.5ml 2mol/L的盐酸对焙烧后的粉煤灰进行酸溶处理3小时，温度保持在90℃，得到预处理粉煤灰；
b)预处理粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝铁以配料质量比为20∶0.5∶3∶15的进行混合；将配料置于马弗炉中焙烧1小时，焙烧温度为1000℃，得到焙烧产物；
c)搅拌条件下，将焙烧产物全部浸到去离子水中，升温至50℃，恒温2h，取液补碱至中性；
d)将混合液升温至100℃，在搅拌条件下晶化5小时；
e)过滤洗涤d)步骤中得到的产物，烘干得到的产品和氮肥按照30∶70的比例混合造粒，得到复合型控失肥料。
将本发明实施例1制得的产品，按常规方法做了铵氮溶出特性如图1所示。按常规方法做了铵氮累积溶出率如图2所示。从图1、图2可以看出，利用粉煤灰为原料的控失肥防止氮肥流失，对保护水环境和大气环境都有着十分积极的意义。
Claims (1)
1.以粉煤灰为原料的复合型控失肥料制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
a)将粉煤灰置于坩埚中在马弗炉内进行焙烧，焙烧温度为400～1200℃，焙烧时间为2～4小时；用2mol/L的盐酸或/和硫酸对焙烧后的粉煤灰进行酸溶处理，固液质量比为1∶2～1∶3，酸溶时间为2～3小时，温度保持在30～90℃，得到预处理粉煤灰；
b)预处理粉煤灰、工业氢氧化铝、碳酸钠、聚合氯化铝按配料质量比为5～20∶0.5～2∶2～30∶3～20进行混合；将配料置于马弗炉中焙烧1～3小时，焙烧温度为400～1200℃，得到焙烧产物；
c)在搅拌条件下，将焙烧产物全部浸入到去离子水中，升温至30～80℃，恒温2～3h，取液补碱至中性；
d)将上述混合液升温至100℃，在搅拌条件下晶化1～7小时；
e)过滤洗涤d)步骤中得到的产物，烘干得到的产品和氮肥按配料质量比5～30∶70～95的比例混合造粒，得到复合型控失肥料。
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