CN106518532A - 一种物理与化学相结合固相球磨活化腐殖酸的方法 - Google Patents

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唐亚福
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
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Abstract

本发明涉及一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法；先将含有未活化腐殖酸的风化煤粉碎过60目筛得到粉末状的风化煤A，风化煤A中加入固态活化剂B和增效剂C混匀，将A、B和C放入到球磨机中，设定转速60‑80转/分钟，球磨时间为60min‑90min,即可得到活化的富含腐殖酸产品。本发明比传统的化学活化方法节省50％以上的能耗，且无粉尘及有害气体排放；且由于增效剂的作用、易于生成小分子结构的腐殖酸，更有利对作物的刺激效果和土壤的改良作用，属于低成本、高效率和环保型的活化方法。

Description

一种物理与化学相结合固相球磨活化腐殖酸的方法
(一)技术领域
本发明涉及一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，属于农业资源循环利用领域。
(二)背景技术
腐殖酸是一种由天然的高分子羟基羧酸组成的复杂混合物胶体，基本结构单元为缩合芳香环和脂肪族基团。腐殖酸主要存在于土壤和水体以及褐煤中。但是，在土壤和水体腐殖酸中的百分含量很低，工业上腐殖酸的主要来源是泥炭和褐煤。腐殖酸能够促进作物吸收水分和养分的能力，提高肥料养分利用率、增强作物抗逆性以及改善作物品质和改良土壤的理化性质的效果等。
我国风化煤资源分布广、储量大,很多省份都具有丰富的煤资源，但由于风化煤热值低,过去一直未将风化煤作为矿产资源,任其废弃。有研究表明，未经过活化的风化煤腐殖酸含量低，对土壤的改良和保肥能力效果差。风化煤中所含的腐植酸难以被作物直接吸收利用，必须经过一定的活化技术处理，使所含的结合态腐植酸转化为游离的或水溶性腐植酸才具有较好的效果。
目前对于腐殖酸的活化，多数采用物理或者化学的活化方法进行活化，还有部分采用生物学方法进行活化。但是，物理活化方法主要是机械破碎法，其方法提取单一、活化效率太低。化学方法主要是强氧化剂法，活化效率高，但是其提取工艺复杂、反应时间较长等成本较高。生物方法也受相应的温度和时间限制，活化条件比较苛刻。同时也有很多研究表明，在腐殖酸活化的过程中，加入一些催化剂和一些活化剂能够显著提高风化煤的活化率。但是这些催化剂与液态活化方法相结合，难以回收利用和大规模应用。总体来说，大多数活化方法制约了风化煤活化工艺的进一步发展以及规模生产应用。
为研制出低成本、高效的风化煤活化方法，本发明提供了一种固相球磨加活化剂的活化方法。该方法主要优点如下：①反应时间短，对反应设备要求低，能耗小。②固相球磨活化方法的产物为固态的风化煤，便于储存和运输，有利于企业大规模生产。③便于催化剂的应用，能够提高催化剂的回收率。
同时，该活化方法与传统的活化方法相比，不需要经过加热、干燥、冷却等复杂的过程，只需要将相应的原料混匀、在球磨机中设置好参数，自动球磨即可，且在生产过程中无粉尘和有害气体的排放，不会对环境构成污染。
(三)发明内容
为了解决上述传统的活化方法存在的问题，本发明提供了一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法；本发明是一种物理与化学相结合的固相球磨的活化方法,比传统的化学活化方法节省50％以上的能耗，且无粉尘及有害气体排放；属于低成本、高效率和环保型的活化方法，具有重大的社会效益和经济效益，具有广阔的开发和应用前景。
一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，通过如下步骤实现：
先将含有未活化腐殖酸的风化煤粉碎过60目筛得到粉末状的风化煤A，风化煤A中加入固态活化剂B和增效剂C混匀，将A、B和C放入到球磨机中，设定转速60-80转/分钟，球磨时间为60min-90min,即可得到活化的富含腐殖酸产品。以风化煤A、活化剂B和增效剂C的质量比之和100％计，其中：风化煤A占90％-95％(质量比)；固态活化剂B占4.95％-9.99％(质量比)；其中，增效剂C占0.01-0.05％(质量比)。
所述的固态活化剂B为氧化钠、氧化钾、氧化钡或氧化锰等多种碱性氧化物质组成的混合物；固态活化剂B的各原料均可从化工试剂公司购买到。以固态活化剂B的总质量按照100％计算，其中固态活化剂B中氧化钠和氧化钾的含量占固态活化剂B质量比的60-80％，剩余的氧化钡和氧化锰等两种或者两种以上原料占固态活化剂B质量比的20-40％；
所述的增效剂C由纳米铜或纳米铁等纳米金属颗粒中的一种或两种构成。
本发明的显著效果是：
1、加工工艺简单，成本低：与传统的腐殖酸活化方法相比，该工艺为固态活化方法，对反应设备要求低且不需要高温加热，因此能耗低且无有害气体排放，属环保低能型工艺。
2、活化效率高：未活化的风化煤和活化剂以及增效剂在球磨机中研磨的条件下，能够使未活化的风化煤在自身含水量的条件下和活化剂、增效剂充分接触，增强了腐殖酸钙和腐殖酸镁被活化剂置换出来的概率，能够形成更多的游离的腐殖酸，大大提高了腐殖酸的活化效果。
3、活化效果好：由于增效剂具有强氧化性，未活化的腐殖酸在增效剂的作用下，能够促使增效剂和未活化的腐殖酸发生界面反应，产生界面效果，促使大分子结构的腐殖酸形成更多小分子结构的腐殖酸。小分子结构的腐殖酸更有利于提高作物的刺激效果和提高土壤的改良效果。
4、便于企业化生产:目前，利用传统的腐殖酸活化方法对腐殖酸进行活化，不仅工艺复杂，而且成本高，不利于企业化的大规模生产。而本发明，采用的固态活化方法，机械设备简单，成本低，效率高更有利用企业上的大规模的生产。
本发明根据腐殖酸的活化原理，将含有未活化的腐殖酸风化煤与相应比例的活化剂和增效剂在球磨机中进行活化的一种固态活化方法。这种活化方法不仅工艺设备要求低、耗能少、无污染而且本方法活化后的腐殖酸，由于增效剂的作用、易于生成小分子结构的腐殖酸，更有利对作物的刺激效果和土壤的改良作用。
(四)附图说明
图1：本发明制备方法工艺流程图
图中，首先将1未活化的粉末状的风化煤原料；与2一定比例的活化剂；加入3混合搅拌器中，混合均匀；然后将4增效剂的混合物也加入到3中，进行混合均匀；混合物经5球磨机的研磨后，得到活化的腐殖酸；6产品包装和入库。
(五)具体实施方式
实施例1：
将2.25Kg未活化的粉末状的风化煤A和0.24975Kg的固态活化剂B，其中固态活化剂B中：含有氧化钠和氧化钾的质量占总固态活化剂B质量比的70％，含有氧化钡和氧化锰等碱性氧化物的质量占总固态活化剂B质量比的30％。将A和B进行充分混匀。然后，向A和B的混合物中添加0.00025Kg的增效剂C(由纳米铜、纳米铁金属颗粒一种或两种组成)；最后，将上述混合物放入球磨机中，调节球磨机的转速为80r，时间为60min即可生成活化的腐殖酸。装袋、计量、入库，可长时间保存，有效期可为3-5年。与传统的液态活化方法相比，此活化过程能够在常温条件下进行，可节省一半的能量(传统活化方法的温度一般在60℃-100℃)，同时该方法对反应设备要求低(传统的活化方法均为液态条件，要求反应设备均能耐高温和强碱性)可大大降低活化成本。最后，该活化方法与传统活化方法相比，水溶性的腐殖酸含量相对增加了30％，游离的腐殖酸含量相对增加了25％，小分子的腐殖酸含量相对增加了12.5％，具有较好的植物促生作用和明显地增产效果。
实施例2：
将2.76Kg未活化的粉末状的风化煤A和0.2391Kg的活化剂B，其中活化剂B含有的氧化钠和氧化钾质量占总固态活化剂B的75％(质量比)，含有的氧化钡和氧化锰以及氧化铁等碱性氧化物占总固态活化剂B的25％(质量比)。将A和B进行充分混匀。然后，向A和B的混合物中添加0.0009Kg的增效剂(由纳米铜、纳米铁金属颗粒一种或两种组成)最后，将上述混合物放入球磨机中，调节球磨机的转速为80r，时间为60min即可生成活化的腐殖酸。装袋、计量、入库，可长时间保存，有效期可为3-5年。与传统的液态活化方法相比，此活化过程能够在常温条件下进行，可节省一半的能量(传统活化方法的温度一般在60℃-100℃)，同时该方法对反应设备要求低(传统的活化方法均为液态条件，要求反应设备均能耐高温和强碱性)可大大降低活化成本。最后，该活化方法与传统活化方法相比，水溶性的腐殖酸含量相对增加了30％，游离的腐殖酸含量相对增加了25％，小分子的腐殖酸含量相对增加了12.5％，具有较好的植物促生作用和明显地增产效果。
实施例3：
将3.8Kg未活化的粉末状的风化煤A和0.19992Kg的活化剂B，其中活化剂B含有的氧化钠和氧化钾重量占总固态活化剂B的80％(质量比)，含有的氧化钡和氧化锰以及氧化钙等碱性氧化物的质量占总固态活化剂B的20％(质量比)。将A和B进行充分混匀。然后，向A和B的混合物中添加0.0008Kg的增效剂(由纳米铜、纳米铁金属颗粒一种或两种组成)最后，将上述混合物放入球磨机中，调节球磨机的转速为60r，时间为90min即可生成活化的腐殖酸。装袋、计量、入库，可长时间保存，有效期可为3-5年。与传统的液态活化方法相比，此活化过程能够在常温条件下进行，可节省一半的能量(传统活化方法的温度一般在60℃-100℃)，同时该方法对反应设备要求低(传统的活化方法均为液态条件，要求反应设备均能耐高温和强碱性)可大大降低活化成本。最后，该活化方法与传统活化方法相比，水溶性的腐殖酸含量相对增加了30％，游离的腐殖酸相对含量增加了25％，小分子的腐殖酸含量相对增加了12.5％，具有较好的植物促生作用和明显地增产效果。

Claims (5)

1.一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，其特征在于通过步骤如下：
先将含有未活化腐殖酸的风化煤粉碎过60目筛得到粉末状的风化煤A，风化煤A中加入固态活化剂B和增效剂C混匀，将A、B和C放入到球磨机中，设定转速60-80转/分钟，球磨时间为60min-90min,即可得到活化的富含腐殖酸的产品；
以风化煤A、活化剂B和增效剂C的质量比之和100％计，其中：风化煤A占90％-95％；固态活化剂B占4.95％-9.99％；其中，增效剂C占0.01-0.05％。
2.如权利要求1所述一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，其特征在于所述的固态活化剂B为多种碱性氧化物质组成的混合物。
3.如权利要求2所述一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，其特征在于所述的碱性氧化物质为氧化钠、氧化钾、氧化钡或氧化锰；以固态活化剂B的总质量按照100％计算，其中固态活化剂B中氧化钠和氧化钾的含量占活化剂B质量比的60-80％，剩余的氧化钡和氧化锰两种或者两种以上原料占活化剂B质量比的20-40％。
4.如权利要求1所述的一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，其特征在于所述的增效剂C由纳米金属颗粒的一种或两种构成。
5.如权利要求4所述的一种物理与化学结合固相球磨活化腐殖酸的方法，其特征在于所述纳米金属颗粒为纳米铜或纳米铁。
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CN101544675A (zh) * 2009-04-29 2009-09-30 山东普金肥料有限公司 一种腐殖酸钠(钾)干法生产方法

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