CN107337562A - 一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法 - Google Patents

一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，利用褐煤在碱性条件下使腐植酸溶出，提高褐煤的比表面积和孔隙结构，然后和高分子有机物在一定条件下共聚形成表面粗糙的保水剂膜，从而具有良好的吸水性，当吸水溶胀后具有良好的保水性，还具有良好的机械强度，利用石蜡和聚异氰酸酯形成中间包膜层，其作用是给水分和养分的扩散提供一个物理障碍，减慢了水分扩散进入肥料中和养分扩散出去的速度，由此制备的包膜肥料能够做到有效的缓释、控释肥料，提高肥料利用率，本发明提供的包膜肥具有生产工艺简单，成本低，可大规模生产，并且能够有效改良土壤，用地养地，提高作物营养，增强各项抗逆性，提高作物产量和品质。

Description

一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法
技术领域
本发明涉及有机肥技术领域，尤其涉及一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法。
背景技术
肥料和水是制约农业生产发展的两大因素，如何提高水资源和肥料的利用率是至关重要的。提高肥料利用率的方法之一就是使用缓释肥料。常用的缓释肥料是包膜型肥料，即用亲水性材料对水溶性肥料进行包膜，肥料通过膜向外扩散释放。提高水资源利用率的方法之一就是在土壤中加入超强吸水剂，超强吸水剂是具有三维网状结构的交联亲水性聚合物，它能够在较短时间内吸收大量的水，且吸收的水份在加压下也能保持。将超强吸水剂的吸水保水性能与缓释肥料的缓释性能相结合来制备吸水保水缓释肥料是目前常用的方法，但是，超强吸水剂在农业上应用时遇到一些问题，纯的聚丙烯酸盐价格高，且不适合用于含盐的水和土壤，腐植酸是一种高分子化合物，含有大量的亲水基团如羟基、羧基和磺酸基等，另外腐植酸还可以提高作物生长、促进作物根部发育，增加土壤的团粒结构和提高土壤对营养物质的吸收，所以目前诸多保水剂都添加腐植酸使其提高聚合物吸水材料的耐盐性，发挥优良吸水保水性能，并且为农作物带来良好的营养，促进生长，但是腐植酸提取产量低，生产工艺能耗大、污染多、成本高，不适合大规模推广使用，本发明提供了一种褐煤腐植酸的活化并且利用其和高分子化合物聚合生成具有缓释吸水保水膜层，降低了劳动程度、生产成本，减少污染，并且具有良好的社会经济效益。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，包括以下步骤：
（1）将褐煤用蒸馏水冲洗干净后在干燥通气的环境下进行晾晒48h，随后放进研磨机内粉碎；
（2）将粉碎后的褐煤加到10wt%的氨水溶液中，升高温度至20-80℃，浸泡一段时间后调节溶液pH值至中性，蒸发浓缩；
（3）向有机腐熟肥料中加入适量的无机肥料，混合制粒，筛选出粒径在2mm的肥料颗粒转移至包膜机中；
（4）将石蜡、聚异氰酸酯和无水乙醇混合，喷涂在步骤（3）制备的颗粒表面，直至形成均匀、密实的包膜层；
（5）将步骤（4）制备的颗粒加到装有机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗的烧瓶中，加入一定量的四氯化碳和司盘80，不断搅拌下升高温度至50-70℃，开始逐滴加入中和的丙烯酸，通氮气一段时间后依次加入过硫酸钾和步骤（2）制备的产物，搅拌10-15min后加入一定量的N，N-亚甲基双丙烯酰胺，以2℃/min的速率升高温度至65℃，搅拌反应2-3h，冷却至室温后过滤除去四氯化碳，然后在烘箱中干燥至恒重。
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，步骤（1）中所述的褐煤粉碎后粒度小于0.2mm。
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，步骤（2）中所述的10wt%的氨水添加量为褐煤重量份的4-7倍，浸泡时间为2-12h。
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，步骤（4）中所述的石蜡、聚异氰酸酯和无水乙醇按照2-4：3-6：8-13的比例混合，且添加量占步骤（3）制备颗粒的8-12%。
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，步骤（5）中所述的四氯化碳和司盘80添加量为步骤（4）中制备颗粒重量的3-4%和0.2-0.5%。
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，所述步骤（5）中生成的包膜层占步骤（3）制备的肥芯原料的5-16%，其中丙烯酸的中和度为60-80%，并且丙烯酸、过硫酸钾、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤（2）制备的产物质量配比为20-50：1-3：0.5-1：16-25。
本发明的优点是：本发明利用褐煤在碱性条件下使腐植酸溶出，提高褐煤的比表面积和孔隙结构，然后和高分子有机物在一定条件下有机共聚形成表面粗糙的保水剂膜，从而使其具有良好的吸水性能，当吸水溶胀后具有良好的保水性能，并且具有良好的机械强度，还利用石蜡和聚异氰酸酯形成中间包膜层，其作用是给水分和养分的扩散提供一个物理障碍，减慢了水分扩散进入肥料中和养分扩散出去的速度，由此制备的包膜肥料能够做到有效的缓释、控释肥料，提高肥料利用率，为农作物带来良好的营养，并且保护土壤，改善土质，本发明提供的包膜肥具有生产工艺简单，成本低，可大规模生产，并且能够有效改良土壤，用地养地，提高作物营养，增强各项抗逆性，提高作物产量和品质。
具体实施方式
一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，包括以下步骤：
（1）将褐煤用蒸馏水冲洗干净后在干燥通气的环境下进行晾晒48h，随后放进研磨机内粉碎成粒径为2mm大小；
（2）将粉碎后的褐煤加到4倍量的10wt%的氨水溶液中，升高温度至60℃，浸泡8h后调节溶液pH值至中性，加热蒸发至水分挥发，冷却至室温；
（3）向5Kg的有机腐熟肥料中加入适量的氮、磷、钾元素混合制粒，筛选出粒径在2mm的肥料颗粒转移至包膜机中；
（4）将0.06Kg石蜡、0.09Kg聚异氰酸酯和0.25Kg无水乙醇混合，喷涂在步骤（3）制备的颗粒表面，直至形成均匀、密实的包膜层；
（5）将步骤（4）制备的颗粒加到装有机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗的烧瓶中，加入0.12Kg的四氯化碳和0.01Kg的司盘80，不断搅拌下升高温度至55℃，开始逐滴加入0.45Kg中和度为60%的丙烯酸，通氮气30min后依次加入0.02Kg过硫酸钾和0.21Kg步骤（2）制备的产物，搅拌10min后加入0.01Kg的N，N亚甲基双丙烯酰胺，以2℃/min的速率升高温度至65℃，搅拌反应2h，冷却至室温后过滤除去四氯化碳，然后在烘箱中干燥至恒重。

Claims (6)

1.一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将褐煤用蒸馏水冲洗干净后在干燥通气的环境下进行晾晒48h，随后放进研磨机内粉碎；
（2）将粉碎后的褐煤加到10wt%的氨水溶液中，升高温度至20-80℃，浸泡一段时间后调节溶液pH值至中性，蒸发浓缩；
（3）向有机腐熟肥料中加入适量的无机肥料，混合制粒，筛选出粒径在2mm的肥料颗粒转移至包膜机中；
（4）将石蜡、聚异氰酸酯和无水乙醇混合，喷涂在步骤（3）制备的颗粒表面，直至形成均匀、密实的包膜层；
（5）将步骤（4）制备的颗粒加到装有机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗的烧瓶中，加入一定量的四氯化碳和司盘80，不断搅拌下升高温度至50-70℃，开始逐滴加入中和的丙烯酸，通氮气一段时间后依次加入过硫酸钾和步骤（2）制备的产物，搅拌10-15min后加入一定量的N，N-亚甲基双丙烯酰胺，以2℃/min的速率升高温度至65℃，搅拌反应2-3h，冷却至室温后过滤除去四氯化碳，然后在烘箱中干燥至恒重。
2.根据权利要求1所述的一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的褐煤粉碎后粒度小于0.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的10wt%的氨水添加量为褐煤重量份的4-7倍，浸泡时间为2-12h。
4.根据权利要求1所述的一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，步骤（4）中所述的石蜡、聚异氰酸酯和无水乙醇按照1-2：3-4：20-25的比例混合，且添加量占步骤（3）制备颗粒的5-10%。
5.根据权利要求1所述的一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，步骤（5）中所述的四氯化碳和司盘80添加量为步骤（4）中制备颗粒重量的3-4%和0.2-0.5%。
6.根据权利要求1所述的一种活化褐煤腐植酸制备保水缓释腐植酸生物肥的方法，其特征在于，所述步骤（5）中生成的包膜层占步骤（3）制备的肥芯原料的5-16%，其中丙烯酸的中和度为60-80%，并且丙烯酸、过硫酸钾、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和步骤（2）制备的产物质量配比为20-50：1-3：0.5-1：16-25。
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