CN109824436A - 一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，属于有机肥生产技术领域。所述工艺包括以下步骤：1)将褐煤进行球磨粉碎处理得到褐煤粉末；2)向褐煤粉末中加入水，混匀形成煤浆；3)向煤浆中加入活化剂和粘合剂，在加热条件下进行活化，制得造粒料浆；4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料。本发明实施例制得的褐煤腐植酸肥料，总腐植酸含量为30％‑40％，水溶性腐植酸含量为10％‑15％，极大地提高了褐煤的农用价值和使用效果。本发明工艺无任何废液和污染物排放，大大降低污水处理费用，无需进行常规的碱回收，降低生产成本，提高企业效益，适合在农业生产中推广使用。

Description

一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺

技术领域

本发明实施例涉及有机肥生产技术领域，具体涉及一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺。

背景技术

腐植酸(Humic Acids，HAs)是自然环境中广泛存在的一类高分子物质，是动植物残体通过复杂的生物、化学作用形成的，占土壤和水圈生态体系总有机质的50％-80％。腐植酸结构复杂，含有大量的羧基、酚羟基、醌基、醇羟基和醚键等多种活性含氧官能团，能与各种肥料进行离子交换和物理吸附形成螯合物或络合物，从而起到改良土壤、蓄水保肥、提高肥料利用率等功效。

天然腐植酸广泛存在于褐煤、风化煤、土壤、河泥以及海洋沉积物之中。其中，褐煤是泥炭经成岩作用形成的腐植煤，是一种煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色的低级煤。我国褐煤资源丰富，目前主要用作燃料，但褐煤水含量高、热值低，将褐煤直接作为燃料使用经济性较差，因此将褐煤生产腐植酸肥料是褐煤非燃料利用的重要途径。

现有褐煤腐植酸肥料的生产工艺主要是以褐煤为原料，然后直接进行造粒，如：挤压造粒、圆盘造粒或转鼓造粒，该工艺存在能耗大、产量低、产品硬度不够、粒形不规则的缺陷。与此同时，由于褐煤中的腐植酸水溶性能极低，而非水溶性腐植酸在农业应用中难以表现亲水胶体性、阳离子交换性、生理活性、络合能力及较强的吸附和粘结能力，因此，褐煤腐植酸必须经过一定的活化处理，使难以被作物直接吸收利用的游离态腐植酸和部分结合态腐植酸转化为水溶性腐植酸，从而才能真正应用于农业领域。

目前，褐煤腐植酸活化处理主要分为碱萃取、酸萃取和微生物发酵，活化后的褐煤通过固液分离得到含有水溶性腐植酸(或盐)的溶液，然后经干燥制得褐煤腐植酸肥料，虽然这些方法可以有效地活化褐煤腐植酸并制得高质量的肥料，但仍然普遍存在能耗大、不环保、生产成本高而不能满足工业化生产需求的缺陷。

因此，探寻一种褐煤腐植酸活化和腐植酸肥料生产相结合的，以适合于褐煤腐植酸肥料工业化生产的方法有着重大的社会和经济意义。

发明内容

为此，针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，具有工艺简单可操作性强、能耗低、无任何废弃料和污染物排放的优点，制得的褐煤腐植酸肥料中的总腐植酸及水溶性腐植酸含量高，颗粒大小均匀，硬度大，提高了产品的活性和品质，保护了生态环境，降低了生产成本，提高了企业效益，适合在农业生产中推广使用。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，所述方法包括以下步骤：

1)将褐煤进行球磨粉碎处理得到褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入活化剂和粘合剂，在加热条件下进行活化，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料。

作为优选，步骤4)中，造粒机产生的蒸汽经冷凝形成冷凝水，在步骤2)中，与褐煤粉末混匀形成煤浆，减水了废汽的排放，保护了环境，节约水资源，降低了生产成本。

进一步地，步骤1)中，所述褐煤粉末的粒径范围为80-120目。

进一步地，步骤2)中，所述水的添加量为褐煤质量的80％-120％。

进一步地，步骤3)中，所述活化剂为氢氧化钠，所述活化剂的添加量为褐煤质量的0.8％-1.2％。

进一步地，所述粘合剂为糖浆，所述粘合剂的添加量为褐煤质量的0.9％-1.4％。

进一步地，步骤3)中，在70-80℃的温度条件下活化20-45分钟。

进一步地，步骤4)中，所述造粒机的机头温度为600-800℃，机尾温度为50-70℃。

在本发明的实施方式的第二方面中，提供了一种由上述工艺生产的褐煤腐植酸肥料。

根据本发明的实施方式，本发明具有如下优点：

1、本发明以褐煤为原料，通过物理(机械粉碎的方式)和化学(采用氢氧化钠为活化剂)相结合的方式活化褐煤中的腐植酸，制得高活性褐煤腐植酸肥料，其中，总腐植酸含量为30％-40％，水溶性腐植酸含量为10％-15％，极大地提高了褐煤的农用价值和使用效果。

2、本发明以糖浆为粘合剂，糖浆含有的羟基官能团能够与活化后褐煤很好地胶结在一起，两者发挥协同作用，既能使褐煤粒间具有很强的粘结力，所制得的肥料粒径分布窄，颗粒均匀，硬度大，同时，在喷浆造粒过程中能够最大程度减少腐植酸的破坏，所制得的肥料中总腐植酸含量在工艺前后变化不明显。

3、本发明工艺无任何废液和污染物排放，大大降低污水处理费用，无需进行常规的碱回收，降低生产成本，提高企业效益，适合在农业生产中推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的方法流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。

糖浆，购自广西南宁是银欣商贸有限公司。

褐煤来自黑龙江省双鸭山市宝清县，其pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表1所示。

表1

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			5.98-6.10	30％-40％	1％-2％

实施例1

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为100目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入6kg氢氧化钠和6.8kg糖浆，在80℃的温度条件下活化45分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为750℃，机尾温度为55℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为15.0N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表2所示。

表2

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			6.10	35.2％	13.6％

实施例2

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为80目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入5.5kg氢氧化钠和6.3kg糖浆，在75℃的温度条件下活化30分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为750℃，机尾温度为60℃，经冷却，筛分后制得褐煤植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为14.1N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表3所示。

表3

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			6.00	34.8％	12.5％

实施例3

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为100目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入5.0kg氢氧化钠和5.8kg糖浆，在80℃的温度条件下活化30分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为600℃，机尾温度为70℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为13.8N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表4所示。

表4

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			5.98	34.5％	11.9％

实施例4

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为80-120目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入4.5kg氢氧化钠和5.3kg糖浆，在80℃的温度条件下活化30分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为800℃，机尾温度为50℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为13.0N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表5所示。

表5

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			5.93	34.1％	11.5％

实施例5

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为80-120目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入4kg氢氧化钠和4.8kg糖浆，在70℃的温度条件下活化40分钟后制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为700℃，机尾温度为65℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为11.9N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表6所示。

表6

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			5.88	34.3％	10.8％

对比例1

本对比例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺与实施例1的区别仅在于，本对比例使用的粘合剂为膨润土。

经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为8.7N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表7所示。

表7

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			6.00	28.2％	9.4％

对比例2

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为100目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入3.75kg氢氧化钠和6.8kg糖浆，在80℃的温度条件下活化45分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为750℃，机尾温度为55℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为9.2N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表8所示。

表8

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			5.82	29.5％	8.2％

对比例3

本实施例的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺包括以下步骤：

1)将500kg褐煤进行球磨粉碎处理得到粒径范围为100目的褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入500kg水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入6kg氢氧化钠和4.2kg糖浆，在80℃的温度条件下活化45分钟，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，造粒机的机头温度为750℃，机尾温度为55℃，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料，该肥料的粒径为2-4mm，硬度为10.2N。

本实施例制得的褐煤腐植酸肥料的pH、总腐植酸和水溶性腐植酸的含量如表9所示。

表9

pH	总腐植酸质量分数(干基)	水溶性腐植酸质量分数(干基)
			6.05	32.8％	9.6％

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

1)将褐煤进行球磨粉碎处理得到褐煤粉末；

2)向褐煤粉末中加入水，混匀形成煤浆；

3)向煤浆中加入活化剂和粘合剂，在加热条件下进行活化，制得造粒料浆；

4)将造粒料浆导入造粒机进行喷浆造粒，经冷却，筛分后制得褐煤腐植酸肥料。

2.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，步骤1)中，所述褐煤粉末的粒径范围为80-120目。

3.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，步骤2)中，所述水的添加量为褐煤质量的80％-120％。

4.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，步骤3)中，所述活化剂为氢氧化钠，所述活化剂的添加量为褐煤质量的0.8％-1.2％。

5.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，所述粘合剂为糖浆，所述粘合剂的添加量为褐煤质量的0.9％-1.4％。

6.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，步骤3)中，在70-80℃的温度条件下活化20-45分钟。

7.根据权利要求1所述的利用喷浆造粒生产褐煤腐植酸肥料的工艺，其特征在于，步骤4)中，所述造粒机的机头温度为600-800℃，机尾温度为50-70℃。

8.一种由权利要求1-7任一所述工艺生产的褐煤腐植酸肥料。