秸秆提取钾肥的工艺方法

文档序号:9299030阅读:996来源:国知局
秸秆提取钾肥的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种秸杆提取钾肥的工艺方法,是属于惠农科技农业废弃物秸杆提 取钾肥的工艺方法的生产技术领域。
【背景技术】
[0002] 土壤钾素亏缺严重限制了我国农业生产的发展,现有钾资源已经不能满足我国农 业需要,目前钾资源的开发主要集中在海水和钾矿,而农作物秸杆作为我国的富钾资源,其 利用效率和质量都不尽人意,对秸杆的利用大多还停留在田间焚烧、直接还田以及用作牲 畜饲料等传统途径,其利用率还不足40%,秸杆的进一步开发应该引起足够的重视。
[0003] 钾是植物生长的必需营养元素,随着农作物产量和氮、磷肥用量的不断提高,作物 从土壤中移走的钾量逐渐增加,土壤钾素逐渐亏缺,已经成为我国限制农业生产持续稳定 发展的重要因素之一,钾源的开发已经引起了人们越来越多的重视。根据国内外多年的研 究表明,农作物秸杆中钾含量非常丰富,我国作为农业大国,重要作为秸杆如薯类、芝麻、大 豆、稻谷、玉米、烟叶、油菜籽、向日葵、籽粒苋等有数十种,资源非常丰富,我国是一个农业 大国,农业生产中的废弃物尤其是固体物种类繁多,数量巨大。
[0004] 充分有效的利用农业废弃物,不但将其加工转化成有用的工业产品,而且减少了 环境污染,改善了农村生态环境。
[0005] 农业废弃物作为一种能源,正在逐步进入科学化的新阶段,合理利用和推广这些 技术,必将产生良好的经济效益、生态效益和社会效益。
[0006] 以往钾的回收途径大部分是从海水和钾矿中提取钾素,未见直接从秸杆中提取钾 素。本发明将含有丰富钾素的农业废弃物秸杆浸取液直接提取钾素变废为宝。

【发明内容】

[0007] 本发明的目的在于提供一种秸杆提取钾肥的工艺方法。
[0008] 本发明的技术解决方案是:
[0009] -种秸杆提取钾肥的工艺方法,其特征是:按下列工艺方法 [0010] (1)离子交换树脂法
[0011] 即采用阳离子交换树脂作为交换剂处理秸杆浸提液中的钾素,具体方法是:将农 业秸杆中含钾素量高的秸杆洗净、切段、粉碎,制成秸杆浸提液,然后将含此液中含有阳离 子的钾素吸附到阴离子树脂的柱子上,再用磺酸型阳离子树脂涂敷硝茶酚类化合物酸式盐 溶液洗涤柱子,将所得到的钾液盐洗涤液,经过浓缩、结晶,以及干燥后即可得到钾素肥产 品。
[0012] (2)天然沸石法
[0013] 天然沸石是一种碱金属和碱土金属的水合铝硅酸盐,它对一价金属离子的吸附能 力远大于二价离子,因此,对钾离子具有特别高的选择吸附力。沸石具有三大特性:一、吸附 性;二、催化剂;三、离子转换性。沸石是自然界当中少数带有负电荷的矿物质之一,所以, 对秸杆浸提液中载阳离子的钾元素有强烈的吸附作用,其方法是:将天然沸石制成纳米级 沸石,这样对钾离子具有很高的吸附性,因为离子吸附量随着粒径的减少而增大,而用碳酸 氢铵作为洗脱液时,洗脱速率随着洗脱液浓度增大而增大。这样来提取钾肥,硝酸钾肥是所 有钾肥中最适合植物吸收利用的钾肥,目前,国产硝酸钾肥受进口原料氯化钾影响生产成 本较高,主要用做工业原料,而肥料级硝酸钾主要靠进口,开发利用国内钾资源生产硝酸钾 肥迫在眉睫。本发明设计了以秸杆和硝酸铵为主要原料,以天然沸石为离子交换剂生产硝 酸钾肥的工艺流程,见图1。
[0014] 图1是天然沸石法生产硝酸钾肥工艺流程,见说明书附图。
[0015]
[0016] 钾是植物生长的必需营养元素,随着农作物产量和氮、磷肥用量的不断提高,作物 从土壤中移走的钾肥逐渐增加,土壤钾素逐渐亏缺,已经成为我国限制农业生产持续稳定 发展的重要因素之一,钾源的开发已经引起了人们越来越多的重视。根据国内外多年的研 究表明,农作物秸杆中钾含量非常丰富,我国作为农业大国,重要作物秸杆有数十种,如棉 杆、麦杆、烟杆、高粱杆、玉米杆、葵花杆、稻草、小米杆、蓖麻杆、油菜杆、芝麻杆、黄豆杆、蚕 豆杆、豌豆杆、红苕杆、木薯杆、香蕉杆、棕榈杆、麦杆、芦苇、剑麻杆(头)数量巨大,大多还 停留在田间焚烧、直接还田以及用作牲畜饲料等传统途径,其利用率还不足40%。秸杆作为 天然钾源非常具有开发价值。
[0017] 据调查,各种秸杆中间钾含量见表1,根据各秸杆的总产量和钾含量计算出的年可 回收钾量见表2。如表2所示,我国的主要秸杆中每年可以回收的钾量多达700多万t,非 常具有回收的价值。
[0018] 表1不同秸杆中钾元素含量单位:%
[0020] 表2各种秸杆中可回收钾量单位:Mt/年
[0021]
[0022] 下面结合实施例对苯发明进一步说明:
[0023] 具体实施方法:
[0024] 实施例:一种秸杆提取钾肥的工艺方法,其特征是:按下列工艺方法 [0025] (3)离子交换树脂法
[0026] 即采用阳离子交换树脂作为交换剂处理秸杆浸提液中的钾素,具体方法是:将农 业秸杆中含钾素量高的秸杆洗净、切段、粉碎,制成秸杆浸提液,然后将含此液中含有阳离 子的钾素吸附到阳离子树脂的柱子上,再用磺酸型阳离子树脂涂敷硝茶酚类化合物酸式盐 溶液洗涤柱子,将所得到的钾液盐洗涤液,经过浓缩、结晶,以及干燥后即可得到钾素肥产 品。
[0027] (4)天然沸石法
[0028] 天然沸石是一种碱金属和碱土金属的水合铝硅酸盐,它对一价金属离子的吸附能 力远大于二价离子,因此,对钾离子具有特别高的选择吸附力。沸石具有三大特性:一、吸附 性;二、催化剂;三、离子转换性。沸石是自然界当中少数带有负电荷的矿物质之一,所以, 对秸杆浸提液中载阳离子的钾元素有强烈的吸附作用,其方法是:将天然沸石制成纳米级 沸石,这样对钾离子具有很高的吸附性,因为离子吸附量随着粒径的减少而增大,而用碳酸 氢铵作为洗脱液时,洗脱速率随着洗脱液浓度增大而增大。这样来提取钾肥,硝酸钾肥是所 有钾肥中最适合植物吸收利用的钾肥,目前,国产硝酸钾肥受进口原料氯化钾影响生产成 本较高,主要用做工业原料,而肥料级硝酸钾主要靠进口,开发利用国内钾资源生产硝酸钾 肥迫在眉睫。本品设计了以秸杆和硝酸铵为主要原料,以天然沸石为离子交换剂生产硝酸 钾肥的工艺流程,见图1。
[0029] 图1是天然沸石法生产硝酸钾肥工艺流程,见说明书附图。
【主权项】
1. 一种秸杆提取钾肥的工艺方法,其特征是:按下列工艺方法 (1) 离子交换树脂法 即采用阳离子交换树脂作为交换剂处理秸杆浸提液中的钾素,具体方法是:将农业秸 杆中含钾素量高的秸杆洗净、切段、粉碎,制成秸杆浸提液,然后将含此液中含有阳离子的 钾素吸附到阴离子树脂的柱子上,再用磺酸型阳离子树脂涂敷硝茶酚类化合物酸式盐溶液 洗涤柱子,将所得到的钾液盐洗涤液,经过浓缩、结晶,以及干燥后即可得到钾素肥产品。 (2) 天然沸石法 天然沸石是一种碱金属和碱土金属的水合铝硅酸盐,它对一价金属离子的吸附能力远 大于二价离子,因此,对钾离子具有特别高的选择吸附力。沸石具有三大特性:一、吸附性; 二、催化剂;三、离子转换性。沸石是自然界当中少数带有负电荷的矿物质之一,所以,对秸 杆浸提液中载阳离子的钾元素有强烈的吸附作用,其方法是:将天然沸石制成纳米级沸石, 这样对钾离子具有很高的吸附性,因为离子吸附量随着粒径的减少而增大,而用碳酸氢铵 作为洗脱液时,洗脱速率随着洗脱液浓度增大而增大。这样来提取钾肥,硝酸钾肥是所有钾 肥中最适合植物吸收利用的钾肥,目前,国产硝酸钾肥受进口原料氯化钾影响生产成本较 高,主要用做工业原料,而肥料级硝酸钾主要靠进口,开发利用国内钾资源生产硝酸钾肥迫 在眉睫。本品设计了以秸杆和硝酸铵为主要原料,以天然沸石为离子交换剂生产硝酸钾肥 的工艺流程。
【专利摘要】本发明公开了一种秸秆提取钾肥的工艺方法,是属于惠农科技农业废弃物秸秆提取钾肥的生产技术领域。即是离子交换树脂法:用秸秆浸提液中含阳离子钾素吸附到磺酸型阴离子树脂的柱子上的钾素用盐溶液洗涤、浓缩、干燥取得。天然沸石法:以天然纳米沸石为离子交换剂生产硝酸钾的方法。我国是农业大国农业生产中的废弃物如芝麻、大豆、麦秆、稻草、油菜籽秆等有数十种,以往大部分焚烧或作为性畜饲料等传统途径,不但资源浪费,还污染环境。植物生长需钾肥以往从海水和钾矿中提取或国外进口成本高,秸秆中含钾量非常丰富,从秸秆提取钾肥,变废为宝,改善农业生态环境,造福社会,造福人类。
【IPC分类】C05D1/00
【公开号】CN105016788
【申请号】CN201510213599
【发明人】成进学, 成钢
【申请人】南通蛇类治疗研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年4月24日
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