专利名称：一种无污染制浆及生产富钾复合基肥的方法
技术领域：
本发明属于制桨造纸技术领域，涉及利用植物纤维制浆及综合利用的方 法。更准确地说，本发明涉及利用玉米秸秆制浆，及利用制浆废液制取富钾的 氮、磷、钾复合基肥的方法。
背景技术：
利用植物纤维原料的制浆工艺对于本领域普通技术人员来说是己知的。 利用玉米秸秆制浆以及综合利用也是已知的。现有技术中利用玉米秸秆综合利 用的文献报道有1、 "利用农作物秸秆制取防治棉花黄枯萎病制剂的方法"发明专利，申i青号:CN200410012445.8，申请日2004.07.27，公开(公告)号CN1596662， 公开(公告)日2005.03.23;2、 "旱作农业区小麦，玉米秸秆直接还田技术的增产效应"、"大力推进 玉米秸秆粉碎还田机械化"、"旱地玉米秸秆还田秋施肥生态效应研究"、"玉米 秸堆制生物有机肥"、"玉米秸秆还田条件下冬小麦高产的关键措施"3、 "纤维素类废弃物的综合利用"是山西大学环境与资源学院，山西省农业科学研究院土壤肥料研究所，利用能够降解纤维素和木质素的菌种对玉米秸 秆粉和白酒精进行了发酵处理。4、 "用秸秆生产乙醇技术"是天冠集团联合有关科研机构针对秸秆原料的 特殊构造，采用酸水解和酶水解结合的工艺处理秸秆原料，对其含有的木质素 进行破坏或去除，然后分步发酵生产酒精。5、 "一种以玉米秸秆为辅料白酒或饲料的制备方法"发明专利，公开(公告)号C醒0632，公开(公告)日:2006. 10.04，申请(专利权)人魏汉莲发明(设计)人魏汉莲等。 一种玉米秸秆辅料白酒或饲料的制备方法。6、 "利用玉米秸秆中的纤维素生产燃料酒精的试验研究"李冬梅，哈尔滨 工业大学硕士论文；"纤维素酶高产菌株选育与玉米秸秆生产酒精工艺研究" 王倩，河北农业大学硕士论文；"玉米秸秆酒精中废弃物木质素的综合利用"长 春理工大学生命科学院、吉林省轻工业设计研究院，作者张强[l]陆军[l]侯霖[2]金花[2]朴敬慧[2];"玉米秸秆的综合开发利用"陕西省科学院酶工程研究所，张强、秦涛、张红艳、阮祥稳，简要地介绍了秸杆还田、秸秆饲料、燃 料酒精以及秸秆在工业造纸等方面的应用。7、 "用玉米秸秆制备羧甲基纤维素"、"玉米秸秆中半纤维素的分离、结构鉴定及化学改良机理研究"、"秸杆中半纤维素的结构及分离新方法综述"、"利 用玉米秸秆种植草菇新技术"、"玉米秸秆综合利用技术——以秸秆气化、沼气 建设、风能和太阳能利用为重点，提高农村再生清洁能源开发利用"。8、 "一种玉米秸秆生产纤维的方法"发明专利，公开(公告)号 CN1556263，公开(公告)日2004.12.22，申请(专利权)人王来云，秦加友，王山，发明(设计)人王来云、秦加友等。 一种利用汽爆和酶菌水解的方法将玉米秸秆生产纤维的技术。9、 "利用植物纤维制取丙烷液化气和高辛垸值汽油的方法"发明专利， 公开(公告)号CN1360007，公开(公告)日2002.07.24，申请(专利权)人丛大拥，发明(设计)人丛大拥。公开一种利用植物纤维制取丙烷液化气和高辛烷值汽油的方法。10、 "鹤壁市玉米秸秆综合利用"——玉米秸秆的叶可制成青贮饲料、秸
秆通过高能爆碎、膜分离等工艺，可制成低聚木糖、无碱纸浆和木质素。上述文献及技术，主要是利用农作物秸秆制取防治棉花黄枯萎病制剂、玉 米秸秆直接还田技术、玉米秸堆制生物有机肥、利用玉米秸秆种植草薛新技术、 玉米秸秆发酵生产酒精、白酒或词料、玉米秸秆制沼气和制取丙烷液化气和高 辛烷值汽油的方法。另外，尽管利用植物纤维原料，如玉米秸秆进行制浆，对于本领域普通技 术人员也是已知的。但是，迄今为止，现有技术均未解决制浆造纸工业中的一 大难题，污染问题，即黑液的处理问题。因此，导致了植物纤维制浆和综合利 用由于污染问题而不能实施，或者运行成本过高不能工业化。发明内容本发明的目的是提供一种切实可行的植物纤维的制浆工艺，同时，解决现 有技术中难以解决的黑液污染问题。具体地说，本发明利用玉米秸秆经氢氧化 钾溶液加热水解，分离出纤维素，水解液制取复合基肥，整个生产过程中无污 染排放。利用玉米秸秆制取复合基肥的生产工艺，是将农作物废弃料玉米秸秆经氢氧化钾溶液加热水解，分离出纤维素，例如用于包装材料的制作等等；水解液 中主要含生物有机酸钾盐、未反应的氢氧化钾、碱(碱土)金属盐及其络合物、 糖类等水溶性物质，水解液中未反应的氢氧化钾用有机酸中和生成有机酸钾盐。所述有机酸包括羟基酸如柠檬酸，羰基酸如乙酰丙酸，取代或未取代的酚 类如苯酚和甲酚，经复配制成富钾的氮、磷、钾复合基肥，其中含有多种植物 需要的微量元素，主要用于瓜、果等经济作物追施，具有抗旱、防寒作用，促 使果实膨大，提高了瓜果的甜度和产量，使用效果良好；解决了农作物废弃料 玉米秸秆焚烧对环境的危害，生产中无废水、废液、废渣的排放，经济效益和 社会效益显著。另外，也可以首先对水解液进行分离，分离出不溶物作为复合基肥的原料， 分离出的液体作为有机钾叶面肥的原料。具体地说，首先利用氢氧化钾水溶液对玉米秸秆进行加热水解，加热水解 温度对于本领域普通技术人员来说，可在较大范围内选择。但温度太低会延长 水解时间，使生产能力下降；另一方面，如温度太高的话，可能会使水解不均 匀，导致最终产品的质量不均一。因此，水解温度范围优选为90-ll(TC，更优 选为95-105°C。水解时间优选从0. 5-2小时，更优选从0. 5-1小时。氢氧化钾 水溶液相对于绝干原料的用量太少的话，会造成水解不充分；用量太高的话， 会造成水解速度过快，因此，优选的用量范围为5-30%，优选为10-25%，更优 选为20-25%。利用有机酸中和，使水解液的pH值达到中性。所述pH值范围通常在 5.5-9.0，优选从6-8。所述的复配指的是，向水溶性有机酸钾盐中添加尿素，过磷酸钙和复硝钾。 根据复合基肥的特性，应当对添加物的用量进行控制。其添加量太多或太少均 会对最终产品的质量造成影响。因此，相对于水溶性有机酸钾盐溶液，尿素的 添加量优选为30-40%。过磷酸钙的添加量优选为40-50%。复硝钾的添加量为 1-5%,优选为2-4%。
图l为其制浆及综合利用工艺流程具体实施方式
实施例1在lm3搪玻璃反应釜中，加入粗粉碎玉米秸秆料、20%的氢氧化钾溶液，在 105"C加热水解1小时，过滤、水洗至中性，滤液、洗液分别、分级保存；分离 的不溶性纤维，干燥，用于包装材料的制作；滤液(水解液)中主要含生物有 机酸钾盐、未反应的氢氧化钾、碱(碱土)金属盐及其络合物、糖类等水溶性 物质，滤液(水解液)中未反应的氢氧化钾用拧檬酸中和生成水溶性柠檬酸钾 盐，再加30%尿素，50%过磷酸钙及1°/。复硝钾经复配制成富钾的氮、磷、钾复合 基肥，洗液分级重复使用。 实施例2在lm3搪玻璃反应釜中，加入粗粉碎玉米秸秆料、25%的氢氧化钾溶液，在 95"C加热水解1.5小时，过滤、水洗至中性，滤液、洗液分别、分级保存；分 离的不溶性纤维，干燥，用于包装材料的制作；滤液(水解液)中主要含生物 有机酸钾盐、未反应的氢氧化钾、碱(碱土)金属盐及其络合物、糖类等水溶 性物质，滤液(水解液)中未反应的氢氧化钾用乙酰丙酸中和生成水溶性乙酰 丙酸钾盐，再加40%尿素，40%过磷酸钙及5%复硝钾经复配制成富钾的氮、磷、 钾复合基肥。实施例3在lm3搪玻璃反应釜中，加入粗粉碎玉米秸秆料、10%的氢氧化钾溶液，在 10(TC加热水解2小时，过滤、水洗至中性，滤液、洗液分别、分级保存；分离 的不溶性纤维，干燥，用于包装材料的制作；滤液(水解液)中主要含生物有 机酸钾盐、未反应的氢氧化钾、碱(碱土)金属盐及其络合物、糖类等水溶性 物质，滤液(水解液)中未反应的氢氧化钾用酚类或取代的酚类中和生成水溶
性酚钾盐，再加35%尿素，45%过磷酸钙及3%复硝钾经复配制成富钾的氮、磷、 钾复合基肥。上述富钾的氮、磷、钾复合基肥含有多种植物需要的微量元素，使氮、磷、 钾及微量元素均衡，在瓜果等经济作物上作为复合基肥施用，具有抗旱、防寒 作用，促使果实膨大，提高了瓜果的甜度和产量，使用效果良好；并解决了农 作物废弃料玉米秸秆焚烧对环境的危害，生产中无废水、废液、废渣的排放。另外，本发明所制得的富钾的氮、磷、钾复合基肥的各项指标均符合国象 标准，其中氮、磷、钾含量均达到和超过国家标准。没有检测到有害元素如汞、 砷、镉、铅和铬。本发明中所使用的百分比均为重量百分比。本发明的所给出的具体实施方 式仅为举例性的。在不违背本发明的精神下，本领域普通技术人员对本发明作 出的改进或变更均落在本发明的范围内。
权利要求
1、一种无污染制浆及生产富钾复合基肥的方法，包括将农作物废弃料玉米秸秆经氢氧化钾溶液加热水解，分离得到纤维素；用有机酸中和水解液；再向中和水解液中添加尿素，过磷酸钙和复硝钾；制得富钾的氮、磷、钾复合基肥。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，氢氧化钾水溶液相对于绝干原料的用量为5-30%，水解时间为O. 5-2小时，水解温度为90 110°C。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述的有机酸包括轻基酸， 羰基酸，取代或未取代的酚类。
4、 根据权利要求3所述的方法，其中，所述的有机酸包括柠檬酸，乙酰 丙酸，或苯酚或甲酚。
5、 根据权利要求1所述的方法，其中，尿素，过磷酸钙和复硝钾的添加 量相对于水溶性有机酸钾盐溶液分别为30-40%， 40-50%和1-5%。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中，尿素，过磷酸钙和复硝钾的添加 量相对于水溶性有机酸钾盐溶液分别为35%， 45%和3%。
7、 根据权利要求1所述的方法，其中，中和后水解液的pH值为
8、 根据权利要求6所述的方法，其中，中和后水解液的pH值为6-8。
全文摘要
本发明提供了一种无污染制浆及生产富钾复合基肥的方法，特别是指一种利用玉米秸秆提取纤维素，以及废液的综合利用方法。首先利用5-30％的氢氧化钾水溶液，于90-110℃对玉米秸秆水解0.5-2小时，分离出纤维素；然后利用有机酸中和水解液或，使pH值在5.5-9之间；再向其中添加尿素，过磷酸钙和复硝钾，从而制得富钾的氮、磷、钾复合基肥。
文档编号C05G1/00GK101148377SQ20071014386
公开日2008年3月26日 申请日期2007年8月6日 优先权日2007年8月6日
发明者晶 南, 燕 王, 乔 祁, 邱利平 申请人:西安华恒科技实业有限公司;南 晶