CN104860780A - 一种炭化高木质素无机缓释肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炭化高木质素无机缓释肥料及其制备方法，由以下重量份原料制成：棉桃壳20~30、椰子壳25~40、棕榈树木屑15~30、1mol/L盐酸溶液5~9、石英砂6~10、石灰石粉7~12、粘土20~25、亚硫酸氢钠10~15、腐植酸钾10~13、尿素15~20、硫酸钾15~18、磷酸镁5~8、粘结剂4~5和适量水；本发明选用椰壳、棉桃壳等富含木质素的原料，炭化后的植物秸秆活性炭的主要来源是木质部分，炭化完成后用低浓度的盐酸溶液洗涤掉生物燃油及其它灰质性的杂质，露出表面纳米级的微孔，先是与粉碎的晶体无机养料混合，然后加入土壤改料剂作为底料，最后包膜即可，生产工艺简单，原料易得，成本低廉。

Description

一种炭化高木质素无机缓释肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种炭化高木质素无机缓释肥料及其制备方法。

背景技术

包膜肥料又称包衣肥料、薄膜肥料。用半透性或不透性薄膜物质包裹速效性化肥颗粒而成的肥料。成膜物质有塑料、树脂、石蜡、聚乙烯和元素硫等，包膜的目的是使包膜肥料在施入土壤后里面的速效养分缓慢地释放出来，以延长肥效。释放速率决定于包膜种类、厚度、粒径、肥料溶解性、土壤温度、土壤含水量以及土壤微生物活性等。适用于经济价值高、生育期长、需肥量大但又不便分次施肥的作物，以及养分易于淋失的温高、多雨地区或灌溉地区，尤其是在质地轻的砂性土壤上。

本公司生产的肥料的包膜剂大多由两部分制成，一部分是石粉类基料，另一部分是粘结剂，可能加入一些造孔剂，如有机造孔剂淀粉、琼脂、明胶粉、海藻酸钠等，还有无机造孔剂如尿素、氯化铵、碳酸氢钠等，受热分解后留下多孔型表面，透气、流通，便于释放内部养分。

石粉类基料大多由蛭石粉、石灰石粉、水泥、石膏粉、石灰粉、淀粉、石英石粉等，作用是提供稳定的支架，保证内部松散结构，有利于肥料裂解后发散更均匀，不至于结团现象，另外可以防止肥料受潮结块，不利于施肥，除以上以外，石粉大多是一种含钙镁等元素的综合无机混合物，还具有改善土质，防止土壤板结的作用。

另一类的是粘结剂，主要是树脂单体聚合部分和油类、表面活性剂和石粉组成的乳剂部分复配而成，这里用的是树脂类单体苯乙烯溶液，先是利用稀释后的乙醇溶解，然后加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯交联聚合在一起，注意的是苯乙烯单体不宜长时间暴露在空气中；第二部是混合十二烷基硫酸钠、茶树油、葡萄糖酸锌和水，将油与水通过表面活性物质十二烷基硫酸钠包裹形成油水共聚物的同时将葡萄糖酸锌掺加其中，制成乳剂，与前述的稀薄聚合溶液进行复配，最后制成具有粘结效果的粘结剂，其特点是近乎无污染，粘结效果好，适当控释浓度和包膜厚度可调节肥料在土壤中的释放快慢。

发明内容

一种炭化高木质素无机缓释肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：棉桃壳20~30、椰子壳25~40、棕榈树木屑15~30、1mol/L盐酸溶液5~9、石英砂6~10、石灰石粉7~12、粘土20~25、亚硫酸氢钠10~15、腐植酸钾10~13、尿素15~20、硫酸钾15~18、磷酸镁5~8、粘结剂4~5和适量的水；

所述粘结剂由以下重量份的原料制成：1,4-丁二醇1~3、苯乙烯8~12、乙二醇二甲基丙烯酸酯1~3、乙醇5~8、十二烷基硫酸钠2~4、茶树油10~12、葡萄糖酸锌15~20和适量的水；制备方法是：（1）在搅拌器中，将乙醇加入到8~10倍的水中稀释，然后在转速300~500r/min条件下依次加入苯乙烯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，搅拌10~15min进行聚合；（2）在反应缸中，混合十二烷基硫酸钠、茶树油和葡萄糖酸锌，兑入2~3倍其总重量份的水，搅拌发散20~30min成乳剂；（3）混合（1）（2）所得产物，同时加入1,4-丁二醇，在200~400r/min条件下搅拌30~50min复配后即得。

一种炭化高木质素无机缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将棉桃壳、椰子壳和棕榈树木屑混合加4~6倍的水浸泡8~10h，加入石英砂后研磨30~40min成匀浆，离心后去除底层石英砂，将剩余沉淀烘干得粉剂；

（2）将（1）所述粉剂密封条件下放入炭化炉中，温度 600~700℃进行加热炭化5~8h，冷却至室温后得炭化产物，用1mol/L的盐酸溶液兑3~5倍的水振荡洗涤2~3h，过滤后用再用清水洗涤2~3遍至中性；

（3）混合粉碎成粉剂的亚硫酸氢钠、腐植酸钾、尿素、硫酸钾和磷酸镁，先加入（2）所述的炭化产物搅拌15~25min，再将粘土作为底料加入，机械翻滚搅拌10~15min，期间加水调整含水量30~40％，于圆盘造粒机造粒，粒径4~5mm；

（4）混合石灰石粉、粘结剂及其它剩余成分，加3~5倍其重量份的水，搅拌发散30~40min至乳状匀浆，均匀喷洒至预热80~90℃的（3）所述颗粒表面，最后烘干即可。

本发明的有益效果：利用植物干枯后的秸秆为原料，经炭化制成活性炭，与化学无机养料混合，起到缓释的效果，本发明在此基础上进行提升，选用椰壳、棉桃壳等富含木质素的原料，原因是炭化后的植物秸秆其活性炭的主要来源是木质部分，炭化完成后用低浓度的盐酸溶液洗涤掉生物燃油及其它灰质性的杂质，露出表面纳米级的微孔，先是与粉碎的晶体无机养料混合，然后加入土壤改料剂作为底料，最后包膜即可，生产工艺简单，原料易得，成本低廉。

具体实施方式

实施例1：

一种炭化高木质素无机缓释肥料，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：棉桃壳25、椰子壳30、棕榈树木屑20、1mol/L盐酸溶液7、石英砂8、石灰石粉10、粘土21、亚硫酸氢钠15、腐植酸钾12、尿素18、硫酸钾16、磷酸镁6、粘结剂4和适量的水；

所述粘结剂由以下重量份的原料制成：1,4-丁二醇3、苯乙烯10、乙二醇二甲基丙烯酸酯2、乙醇7、十二烷基硫酸钠2、茶树油12、葡萄糖酸锌18和适量的水；制备方法是：（1）在搅拌器中，将乙醇加入到8~10倍的水中稀释，然后在转速300~500r/min条件下依次加入苯乙烯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，搅拌10~15min进行聚合；（2）在反应缸中，混合十二烷基硫酸钠、茶树油和葡萄糖酸锌，兑入2~3倍其总重量份的水，搅拌发散20~30min成乳剂；（3）混合（1）（2）所得产物，同时加入1,4-丁二醇，在200~400r/min条件下搅拌30~50min复配后即得。

一种炭化高木质素无机缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将棉桃壳、椰子壳和棕榈树木屑混合加4~6倍的水浸泡8~10h，加入石英砂后研磨30~40min成匀浆，离心后去除底层石英砂，将剩余沉淀烘干得粉剂；

（2）将（1）所述粉剂密封条件下放入炭化炉中，温度 600~700℃进行加热炭化5~8h，冷却至室温后得炭化产物，用1mol/L的盐酸溶液兑3~5倍的水振荡洗涤2~3h，过滤后用再用清水洗涤2~3遍至中性；

（3）混合粉碎成粉剂的亚硫酸氢钠、腐植酸钾、尿素、硫酸钾和磷酸镁，先加入（2）所述的炭化产物搅拌15~25min，再将粘土作为底料加入，机械翻滚搅拌10~15min，期间加水调整含水量30~40％，于圆盘造粒机造粒，粒径4~5mm；

（4）混合石灰石粉、粘结剂及其它剩余成分，加3~5倍其重量份的水，搅拌发散30~40min至乳状匀浆，均匀喷洒至预热80~90℃的（3）所述颗粒表面，最后烘干即可。

将本发明的炭化高木质素无机缓释肥料用于种植普通农作物实验，选择5亩种植基地，施用本发明的肥料，作为实验组，对照组的5亩基地按常规种植要求施常规肥料，其它条件相同，实验证明，实验组种植的农作物再达到同等农产品产量的情况下，大大减少肥料使用量，同时原料易得，原料成本比较低，节省劳力，保护环境，土壤有机胶质含量明显提升，同比经济提高22.5％。

Claims (2)

1.一种炭化高木质素无机缓释肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：棉桃壳20~30、椰子壳25~40、棕榈树木屑15~30、1mol/L盐酸溶液5~9、石英砂6~10、石灰石粉7~12、粘土20~25、亚硫酸氢钠10~15、腐植酸钾10~13、尿素15~20、硫酸钾15~18、磷酸镁5~8、粘结剂4~5和适量的水；

所述粘结剂由以下重量份的原料制成：1,4-丁二醇1~3、苯乙烯8~12、乙二醇二甲基丙烯酸酯1~3、乙醇5~8、十二烷基硫酸钠2~4、茶树油10~12、葡萄糖酸锌15~20和适量的水；制备方法是：（1）在搅拌器中，将乙醇加入到8~10倍的水中稀释，然后在转速300~500r/min条件下依次加入苯乙烯和乙二醇二甲基丙烯酸酯，搅拌10~15min进行聚合；（2）在反应缸中，混合十二烷基硫酸钠、茶树油和葡萄糖酸锌，兑入2~3倍其总重量份的水，搅拌发散20~30min成乳剂；（3）混合（1）（2）所得产物，同时加入1,4-丁二醇，在200~400r/min条件下搅拌30~50min复配后即得。

2.根据权利要求1所述一种炭化高木质素无机缓释肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将棉桃壳、椰子壳和棕榈树木屑混合加4~6倍的水浸泡8~10h，加入石英砂后研磨30~40min成匀浆，离心后去除底层石英砂，将剩余沉淀烘干得粉剂；

（2）将（1）所述粉剂密封条件下放入炭化炉中，温度 600~700℃进行加热炭化5~8h，冷却至室温后得炭化产物，用1mol/L的盐酸溶液兑3~5倍的水振荡洗涤2~3h，过滤后用再用清水洗涤2~3遍至中性；

（3）混合粉碎成粉剂的亚硫酸氢钠、腐植酸钾、尿素、硫酸钾和磷酸镁，先加入（2）所述的炭化产物搅拌15~25min，再将粘土作为底料加入，机械翻滚搅拌10~15min，期间加水调整含水量30~40％，于圆盘造粒机造粒，粒径4~5mm；

（4）混合石灰石粉、粘结剂及其它剩余成分，加3~5倍其重量份的水，搅拌发散30~40min至乳状匀浆，均匀喷洒至预热80~90℃的（3）所述颗粒表面，最后烘干即可。