CN108997030B - 电磁化离子液及其配制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电磁化离子液，由氨水、稀释剂、EWT电子水、高分子络合物组成。在常温常压条件下，四种物质按一定配比混合调匀即制得所述电磁化离子液。利用所述电磁化离子液能从海水、盐水或卤水中提取鸟粪石，并提高鸟粪石的品质，有利于工业化生产，提高产品的得率。同时，所述电磁化离子液能够在沉淀物中捕获农作物生长需要的元素和几十种微量元素，对鸟粪石的量产和推广应用具有社会和经济价值。

Description

电磁化离子液及其配制方法
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其涉及一种电磁化离子液及其配制方法，所述电磁化离子液用于从海水、盐水或卤水中提取鸟粪石。
背景技术
鸟粪石是矿石的一种，亦称鸟兽积粪。天然的鸟粪石是由聚积的鸟类、蝙蝠或海豹的粪便、尸体形成，可作为一种优质的肥料。鸟粪石的主要成分为六水合磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)。六水合磷酸镁铵为一种白色粉末，相对密度为1.711，是一种含有氮、磷、镁等多种元素的复合缓释肥。六水合磷酸镁铵在水中溶解度较低，在适宜的土壤温度条件下，六水合磷酸镁铵通过微生物发生硝化作用而被缓慢分解，从而为植物提供养分。基于六水合磷酸镁铵的缓释性、不易淋失的特点，鸟粪石特别适用于给生长在缺镁、易淋失养分的沙质土壤和缺镁、高温多雨地区的植物施肥。此外，鸟粪石还特别适用于给内陆环湖地区的农作物施肥，对减少湖泊农业面源污染和改善湖泊富营养化具有广阔的应用前景。我国是一个内陆湖泊众多、农业面源污染严重的农业大国，推广和施用鸟粪石，无疑具有重大的社会和经济价值。
天然的鸟粪石是一种稀缺资源，需要经过两千年在特定自然环境作用下形成。目前还可以利用污水处理厂废水、垃圾场废水、畜禽养殖场废水或污泥中提取主要成分为六水合磷酸镁铵的鸟粪石。但是这种采用工业技术提取的鸟粪石缺少植物生长需要的其他微量元素。
而从海水中提取鸟粪石的技术难度相对较大，海水中含有大量的二价及二价以上金属离子，在提取反应中易生成Ca(OH)2和Ca(H2PO4)2絮状沉淀。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁化离子液，解决现有技术中从海水中提取鸟粪石难度大，易生成絮状沉淀的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种电磁化离子液，所述电磁化离子液由按以下重量比的组分组成：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且pH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％。
根据本发明一实施例，所述稀释剂为蒸馏水。
根据本发明一实施例，所述高分络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠或EDTA中的一种或多种。
本发明进一步提供一种配制电磁化离子液的方法，包括以下步骤：将按以下重量比的组分混合形成所述电磁化离子液：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且pH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％。
根据本发明一实施例，所述高分子络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠、EDTA中的一种或多种。
根据本发明一实施例，在配置所述电磁化离子液的过程中，在容器中按顺序依次加入所述稀释剂、所述高分子络合物、所述EWT电子水、所述氨水。
根据本发明一实施例，在隔绝氧气和空气的绝缘容器中配置和密封存放所述电磁化离子液。
根据本发明一实施例，常温常压下，在通风、遮阳、遮光的场所存放所述电磁化离子液。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明将氨水、稀释剂、EWT电子水、高分子络合物四者按照比例混合配置成电磁化离子液，可用于从海水、盐水或卤水中提取鸟粪石。所述电磁化离子液具有较强的渗透、络合、分散能力和较强的抗氧化特性，并且具有较高的pH值，在一定条件下可以维持反应液pH值的稳定，有利于鸟粪石的生成。电磁化离子液中大量的游离态负离子会附着在沉淀物颗粒表面，使颗粒之间相互排斥，并通过较强的分散、抗沉载作用，避免反应过程中出现Ca(OH)2和Ca(H2PO4)2絮状沉淀，有利于鸟粪石提取反应进行，提高了鸟粪石产品的得率。
此外，所述电磁化离子液中大量的游离态负离子还可与海水、盐水或卤水中二价及以上的金属阳离子形成稳定的络合物，从而捕获农作物生长需要的元素和多种微量元素，使得制备的鸟粪石除了六水合磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)以外，还包括作物生长需要的钾、钙、硫、氯元素及大量的如钼、锌、锰、铁、铜、硒等几十种微量元素。
附图说明
图1是利用本发明提供的电磁化离子液制备鸟粪石的工艺流程图。
具体实施方式
以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本发明。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。
本发明提供一种电磁化离子液，用于从海水、盐水或卤水中提取鸟粪石。所述电磁化离子液是一种混合物，由按照以下重量比的组分组成：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且pH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％。
具体来说，电磁化离子液是由氨水、稀释剂、EWT(Electric-magnetic WaterTreatment)电子水、高分子络合物四者按照比例直接混合配置，并且氨水、稀释剂、EWT(Electric-magnetic Water Treatment)电子水、高分子络合物四者混合后不发生化学反应。
EWT电子水为通过电子水处理(EWT，Electric-magnetic Water Treatment)技术处理的水溶液。电子水处理(EWT)技术是20世纪70年代以后发展起来的新型水处理技术，最早由美国国家航空宇航局研制成功。电子水处理技术能广泛运用于工业和民用的冷、热水循环系统的供水处理，具有很好的防垢除垢、杀菌灭藻以及缓蚀防腐的功效，能够起到较好的节能节水作用。EWT电子水的氧化还原电位(ORP)范围为：-300mv≤ORP≤-1000mv，并且EWT电子水的pH值≥13。其中ORP作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标，它表征介质氧化性或还原性的相对程度，单位为mv(毫伏)。
进一步地，稀释剂为蒸馏水；高分子络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠或EDTA(乙二胺四乙酸)中的一种或多种。
本发明进一步提供一种配制电磁化离子液的方法，包括以下步骤：将按以下重量比的组分混合形成所述电磁化离子液：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且pH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％。
其中，稀释剂为蒸馏水；高分子络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠或EDTA中的一种或多种。
配制时，首先选用一内壁绝缘的容器，如塑料或玻璃容器，用清水洗净容器内壁并晾干。在配制所述电磁化离子液的过程中，在容器中按顺序依次加入所述稀释剂、所述高分子络合物、所述EWT电子水、所述氨水。
于本实施例中，所述高分子络合物为硅酸钠、柠檬酸钾以及EDTA三种，氨水浓度为26％。以配制100g所述电磁化离子液为例，需依次向容器中加入77.5g稀释剂(即蒸馏水)、硅酸钠1.4g、柠檬酸钾0.5g、EDTA 0.5g、1.6gEWT电子水，最后加入18.5g浓度为26％的氨水，所有组分搅拌均匀后密封并在常温常压下室内保存，避免阳光照射或受热。
在配制电磁化离子液时，根据稀释剂的占比不同，氨水占比相应变化，氨水浓度随之相应地变化。例如，当在电磁化离子液中稀释剂重量占比为47.9％时，氨水重量占比为48.1％，氨水浓度相应地调为10％。
需要注意的是，需要在隔绝氧气和空气的绝缘容器中配置和密封存放所述电磁化离子液。例如，常温常压下，在通风、遮阳、遮光的场所存放所述电磁化离子液。
配制的所述电磁化离子液存在大量的游离态负离子，具有较强的渗透、络合、分散能力，并具有较强的抗氧化特性和较高的pH值。
图1展示了利用所述电磁化离子液从海水、盐水或卤水任意一种中提取鸟粪石的工艺流程。其中盐水包括但不限于晒盐后的废水、海水淡化后的浓盐水；卤水包括但不限于地下卤水、制溴后的废卤水。为了便于说明，本实施例仅从海水中提取鸟粪石作为举例来阐述本发明提供的所述电磁化离子液的作用机理。
利用所述电磁化液从海水中提取鸟粪石的工艺包括以下步骤：
1)、利用水泵抽取100m3渤海海水，其中海水中Mg2+、Ca2+离子的含量分别为1080ppm、350ppm。然后先在沉淀池中静置抽取的海水以除去粗颗粒泥沙，接着通过砂滤装置对海水进行砂虑以去除海水中杂物和细颗粒泥沙。
2)、将砂虑后的海水转移进入第一反应釜，根据海水中Mg2+的浓度添加相应量的NH4HCO3和H3PO4。例如，于本实施例中，根据抽取100m3渤海海水中Mg2+含量，需要向第一反应釜中添加358kg纯度为96％的NH4HCO3和502kg浓度为85％的H3PO4溶液。NH4HCO3和H3PO4与海水充分搅拌混合并发生如下反应：
NH4HCO3+H3PO4→NH4H PO4+CO2+H2O
3)、通过水泵将第一反应釜中包括海水的反应液抽取至第二反应釜中，缓慢搅拌第二反应釜中的反应液，同时滴加所述电磁化离子液，控制滴加时间为40min，并控制第二反应釜反应液的pH值在8.0～8.5范围内，发生如下反应并生成白色沉淀物：
Mg2++NH4 ++PO4 3-+6H2O→MgNH4PO4·6H2O
由于所述电磁化离子液具有较强的渗透、络合、分散能力，具有较强的抗氧化特性和较高的pH值，在提取鸟粪石的反应液不参与反应，因此在一定条件下可以维持反应液pH值的稳定，有利于鸟粪石的生成。所述电磁化离子液中大量的游离态负离子会附着在沉淀物颗粒表面，使颗粒之间相互排斥，并通过较强的分散、抗沉载作用，避免反应过程中出现Ca(OH)2和Ca(H2PO4)2絮状沉淀，有利于鸟粪石提取反应进行，提高了鸟粪石产品的得率。此外，所述电磁化离子液中的游离态负离子还可与海水、盐水或卤水中二价及以上的金属阳离子形成稳定的络合物，从而沉淀物中捕获农作物生长需要的元素和多种微量元素，使得制备的鸟粪石除了六水合磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)以外，还包括作物生长需要的钾、钙、硫、氯元素及大量的如钼、锌、锰、铁、铜、硒等几十种微量元素。
4)通过固液分离方式将白色沉淀物分离出来以获得鸟粪石。具体地，停止第二反应釜中的搅拌器，静置30min后，将白色沉淀物与第二反应釜中反应液的上清液分离，这一步可以获得沉于反应液最底部的大颗粒白色沉淀物。然后通过固液分离器将第二反应釜中反应液的上清液和所述白色沉淀物分离，这一步可以进一步获得悬浮于反应液中、颗粒较小的白色沉淀物。
5)通过离心机甩干鸟粪石中的水分，例如，可以采用300-500目滤布的离心机将白色沉淀物甩干，使得鸟粪石的含水率小于8％，并采用自动包装机将脱水后的鸟粪石按规格包装成袋。
在本实施例中，按照上述操作，100m3渤海海水可生产约1.3吨鸟粪石，六水合磷酸镁铵(MgNH4PO4·6H2O)含量约90％，N含量为4.26％，P2O5含量为24.2％，Mg含量7.6％，其他元素和微量元素和游离水占10％。
按照上述方法制得的鸟粪石中主要元素和微量元素见下表：
由此可见，利用所述电磁化离子液从海水中提取的鸟粪石中六水合磷酸镁铵的纯度大于或等于90％。而且鸟粪石中除了N、P、Mg元素外，还包含C、O、Na、Al、Si、S、Cl、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Sr、B、Ba、Zn、Rb、Sc、Se、Th、Sr、Zr、Be、Ta、Tb、Tl、Ag、Hf、Ce元素和微量元素。
另外，若采用从盐水或卤水中提取鸟粪石，提取的方法步骤和上述实施例中从海水中提取鸟粪石的步骤一致，只需根据盐水或卤水中的Mg2+离子的含量相应地按比例调整NH4HCO3、H3PO4、电磁化离子液的用量即可。
与传统技术中采用化学方式合成的磷酸镁铵以及从污水处理厂废水、垃圾场废水、畜禽养殖场废水、污泥等中提取的鸟粪石相比较，本发明利用所述电磁化离子液从海水中提取的鸟粪石包含了作物生长需要的钾、钙、硫、氯等元素以及大量的锌、锰、铁、铜、硒等微量元素，鸟粪石纯度和肥效均超过天然鸟粪石，更适合作物的生长，并便于工业化量产。
本领域技术人员应当理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例，并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理情况下，本发明的实施方式可以有任何变形和修改。

Claims (5)

1.电磁化离子液，其特征在于，由按以下重量比的组分组成：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且PH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％；
所述稀释剂为蒸馏水，所述高分子 络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠或EDTA中的一种或多种；其中EWT电子水是指通过电子水处理(EWT，Electric-magneticWater Treatment)技术处理的水溶液；“ORP”是指EWT电子水的氧化还原电位值。
2.一种配制电磁化离子液的方法，其特征在于，包括以下步骤：将按以下重量比的组分混合形成所述电磁化离子液：
浓度为10％-26％的氨水18.5％-48.1％
稀释剂47.9％-77.5％
-300mv≤ORP≤-1000mv且PH值≥13的EWT电子水1.6％
高分子络合物2.4％；
所述稀释剂为蒸馏水，所述高分子络合物选自柠檬酸钾、柠檬酸钠、硅酸钾、硅酸钠、EDTA中的一种或多种；其中EWT电子水是指通过电子水处理(EWT，Electric-magneticWater Treatment)技术处理的水溶液；“ORP”是指EWT电子水的氧化还原电位值。
3.根据权利要求2所述的配制电磁化离子液的方法，其特征在于，在配置所述电磁化离子液的过程中，在容器中按顺序依次加入所述稀释剂、所述高分子络合物、所述EWT电子水、所述氨水。
4.根据权利要求3所述的配制电磁化离子液的方法，其特征在于，在隔绝氧气和空气的绝缘容器中配置和密封存放所述电磁化离子液。
5.根据权利要求3所述的配制电磁化离子液的方法，其特征在于，常温常压下，在通风、遮阳、遮光的场所存放所述电磁化离子液。
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