一种高效大葱有机吸附肥及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效大葱有机吸附肥及其制备方法，由以下重量份的原料制成：造纸黑液、10wt%硫酸溶液、5%甲醛溶液、亚硫酸钠、中药渣、芦苇秸秆、草木灰、泥炭土、磷酸二铵、氧化镁、高锰酸钾、硼砂、尿素、熟石灰和适量的水；本发明通过将芦苇的秸秆处理过后，和中药渣组成丰富的有机物基质，用于大葱的种植肥料，同时加入的无机元素先通过改性的木质素颗粒吸附，属于一种有机吸附，不仅可以起到缓释的作用，减少肥料用量，提高效率，还有利于大葱的吸收功能，木质素原料来源为造纸残留废液，有一大优点就是无需过多人工就可获得细致纯净的木质素，还实现废物利用的特点。
【专利说明】
一种高效大葱有机吸附肥及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种高效大葱有机吸附肥及其制备方法。
【背景技术】
[0002]造纸工业广泛采用的碱法纸浆工艺，无论以木本还是非木本植物为原料，均副产大量的黑液，据统计全球每年黑液产量为5亿吨左右，黑液中约有70%的固形物为有机物，包括木质素、半纤维素及纤维素降解产物等，木质素是一种存在于大部分陆地植物木质部中的复杂高分子化合物，数量非常庞大，估计国内每年由造纸产生的木质素约有1000多万吨。目前，大部分黑液经浓缩至45?60%后燃烧、进行碱回收，从而造成其中所含的木质素这种可再生资源的巨大浪费，造纸黑液流入环境，污染程度高、含大量的有机纤维、无机盐和色素，所含污染物占到了造纸工业污染物的90%以上，而且碱性较大，颜色深，臭味重和泡沫多，大量消耗水中的溶解氧，对环境造成严重的破坏。
[0003]造纸黑液的磺化是指亚硫酸根离子与黑液中所含木质素反应生成磺化木质素的过程。第一段木质素的羟甲基化，依据木质素中羟甲基的引入量来确定最优值；第二段木质素的磺化，依据净浆流动度来确定最优值，辅以磺化度和相对分子质量分析。其中木质素的羟甲基化是增加木质素活性的方法;磺化反应设定为PH值<7，以亚硫酸钠作磺化剂，酚型和非酚型的木质素结构单元都能发生有利于α碳上的磺化反应，有时也在γ碳上进行，但很少在β碳上。
[0004]对工业造纸中的造纸黑液进行重点利用，然后用于肥料的制备，不仅解决了造纸黑液流入环境造成的环境污染，还进行废弃物重利用，用于缓释肥料的研制，现在主流的造纸黑液大多是用烧碱液高温蒸煮制浆后，原本木质素溶解成碱木质素，纤维素析出，滤出纤维素后得到的造纸黑液，所以一般PH大于12，总碱含量20?25%，木质素为20?25g/L，污染程度高，含大量纤维、无机盐和色素。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是重利用造纸黑液，用于农业化肥的生产，制成一种吸附无机元素的颗粒，使肥料起到缓释的作用，具体是通过以下方法实现的:
一种高效大葱有机吸附肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造纸黑液150?180、10界七%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20?30、亚硫酸钠1?15、中药渣15' 20、芦苇秸杆70?90、草木灰15?20、泥炭土 4?8、磷酸二铵10?15、氧化镁6?10、高锰酸钾12?17、硼砂4?7、尿素15?20、熟石灰5?10和适量的水。
[0006]—种高效大葱有机吸附肥的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤:
(I)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50-600C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10?七%硫酸溶液，抽滤得木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用；(2)将(1)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至 70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3 ?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒；(3)将芦苇秸杆先进行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例对入水，加入熟石灰，浸泡8? l〇h，然后对盛装的容器加热1?1.5h，再次浸泡60?70min，滤除多余的水分，将残渣球磨至匀浆，兑入草木灰、中药渣及泥炭土，混匀备用；(4)混合磷酸二铵、氧化镁及其它剩余成分，兑入总重量份2?3倍的水，加热100?110°C 搅拌至熔融状态，加入(2)所述的改性木质素颗粒，降温至60?70°C时保温复配；(5)将(4)得到的复合材料加入到(3)所述的基质中，搅拌混匀，适量兑水控制含水量60 ?75%，圆盘造粒机造粒即可。
[0007]本发明的思路是将碱性制法的造纸黑液中加酸，使本来溶于碱的酚盐与酸作用使碱木素析出，先取一定量的造纸黑液，加热浓缩，然后加入l〇wt%的硫酸溶液使浓溶液的pH 为2?3,缓慢搅拌的情况下让木质素自由吸附结团形成颗粒，控制搅拌速度使颗粒为80?100 目筛之间，然后通过抽滤的方式得到沉淀，用去离子水洗涤3?5次得絮凝沉降的木质素颗粒；本身木质素分子中含有多种活性基团，在土壤中被微生物缓慢降解后转化为腐殖质， 而腐殖质是泥土的主要成分，对植物的生长起到极其关键的作用，对土壤脲酶活性有一定的抑制作用，促进植物生长，改良土壤等。但是不能单一作为有机质加入肥料中，那样仅仅是作为有机质提供营养，不能与现代肥料产生联系，而且用量较大，效果一般，也不值得耗费物力、人力对造纸黑液的改造，也不符合现代肥料倡导的用量少，效果明显的特点；考虑到这点，我们将木质素结合颗粒进行化学改性，制成木质素磺酸盐，它是一种制造离子交换树脂的好原料，成为一种高分子材料，木质素颗粒由于属于自由沉降，未加入任何粘结剂， 彼此交联结构松散，制成木质素磺酸盐过后，属于高分子结构，彼此交联更为丰富，不易破裂，同时具有很强的阳离子交换吸附能力，而且克服了木质素本身水溶性差的缺点，发明的目的不在于制备纯正的阳离子交换树脂，主要通过一定的条件控制，使木质素颗粒的结合更加紧密，增强其亲水性，同时使颗粒表面的木质素分子转化为木质素磺酸盐，用于吸附金属阳离子，加入肥料过后，起到一定的缓释效果。
[0008]本发明的有益效果:本发明通过将芦苇的秸杆处理过后，和中药渣组成丰富的有机物基质，用于大葱的种植肥料，同时加入的无机元素先通过改性的木质素颗粒吸附，属于一种有机吸附，不仅可以起到缓释的作用，减少肥料用量，提高效率，还有利于大葱的吸收功能，木质素原料来源为造纸残留废液，有一大优点就是无需过多人工就可获得细致纯净的木质素，还实现废物利用的特点。【具体实施方式】
[0009]实施例1:一种高效大葱有机吸附肥，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:造纸黑液165、 1 Owt%硫酸溶液35、5%甲醛溶液22、亚硫酸钠14、中药渣17、芦苇秸杆85、草木灰16、泥炭土5、 磷酸二铵12、氧化镁8、高锰酸钾16、硼砂5、尿素18、熟石灰8和适量的水。
[0010]—种高效大葱有机吸附肥的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤: (1)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50-600C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10?七%硫酸溶液，抽滤得木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用；
(2)将(I)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒；
(3)将芦苇秸杆先进行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例对入水，加入熟石灰，浸泡8?10h，然后对盛装的容器加热I?1.5h，再次浸泡60?70min，滤除多余的水分，将残渣球磨至匀浆，兑入草木灰、中药渣及泥炭土，混匀备用；
(4)混合磷酸二铵、氧化镁及其它剩余成分，兑入总重量份2?3倍的水，加热100?110°C搅拌至熔融状态，加入(2)所述的改性木质素颗粒，降温至60?70°C时保温复配；
(5 )将(4)得到的复合材料加入到(3 )所述的基质中，搅拌混匀，适量兑水控制含水量60-75%，圆盘造粒机造粒即可。
[0011]采用本发明的一种高效大葱有机吸附肥用于农作物大葱的种植试验，选用5亩大葱种植基地，将本发明的肥料根据大葱种植需要作为主要用肥施用，对照组的5亩大葱施用普通肥料，结果显示:实验组的大葱及各方面长势均优于对照组，减少肥料的使用量，葱体更加鲜嫩，受市场的青睐。
【主权项】
1.一种高效大葱有机吸附肥，其特征在于，由以下重量份的原料制成:造纸黑液150? 180、10wt%硫酸溶液30?40、5%甲醛溶液20?30、亚硫酸钠10?15、中药渣15?20、芦苇秸杆70? 90、草木灰15?20、泥炭土 4?8、磷酸二铵10?15、氧化镁6?10、高锰酸钾12?17、硼砂4?7、尿素 15?20、熟石灰5?10和适量的水。2.根据权利要求1所述一种高效大葱有机吸附肥的制备方法，其特征在于，包括以下几 个步骤:(1)将造纸黑液加入到反应釜中，加热至沸，蒸煮浓缩至原有1/3，然后转水浴加热至50 ?60°C，保温，以120?150r/min的转速缓慢搅拌30?40min，同时加入10wt%硫酸溶液，抽滤得 木质素颗粒，过清水洗涤3~5遍，最后真空干燥后备用；(2)将(1)所得的木质素颗粒加入到盛有5%甲醛溶液的容器中，调节pH为10?11，加热至 70?80°C保温反应1.2?1.5h，测量pH值呈中性后加入亚硫酸钠，提高温度130?150°C下反应3 ?4h，再次洗涤并干燥，得改性的木质素颗粒；(3)将芦苇秸杆先进行粗略的粉碎，然后按1:6?8的比例对入水，加入熟石灰，浸泡8? l〇h，然后对盛装的容器加热1?1.5h，再次浸泡60?70min，滤除多余的水分，将残渣球磨至匀 浆，兑入草木灰、中药渣及泥炭土，混匀备用；(4)混合磷酸二铵、氧化镁及其它剩余成分，兑入总重量份2?3倍的水，加热100?110°C 搅拌至熔融状态，加入(2)所述的改性木质素颗粒，降温至60?70°C时保温复配；(5)将(4)得到的复合材料加入到(3)所述的基质中，搅拌混匀，适量兑水控制含水量60 ?75%，圆盘造粒机造粒即可。
【文档编号】C05G3/00GK105967839SQ201610152110
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】王乐乐, 刘战
【申请人】安徽凤阳德诚科技有限公司