专利名称：引入微量元素的风化煤活化剂及活化方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种风化煤活化技术，尤其涉及一种能够引入微量元素的风化煤活化剂及其在肥料生产中的应用。
背景技术：
我国具有非常丰富的风化煤资源，主要分布在新疆、内蒙古、山西等露天煤矿分布多的地区，至今没有得到有效利用。风化煤中存在着的大量腐植酸是一种天然高分子化合物，不但在冶金、化工及环境保护等领域有着非常广泛的应用，而且在农业生产中可以作为重要的肥料和生长调节剂使用。然而，风华煤中存在的腐植酸多以钙、镁不溶物的形式存在，因此，采取有效的活化技术将腐植酸以水溶性腐植酸盐的形式从风化煤中提取出来，有着非常重要的意义。风化煤活化方法主要有碱提取法、酸提取法、微生物溶解法等。其中酸提取法含杂质较多，微生物溶解法操作复杂，不宜在工业生产中推广。应用最广的是碱提取法将风化煤粉碎后加入到烧碱溶液，加热然后滤去沉淀后将溶液干燥可得水溶性腐植酸钠固体；参见CN101152987A。然而此类活化方法提取不充分，成本较高，对生产设备腐蚀严重，得到的产品PH值过高，容易对作物及土壤产生不良影响。近年来，为了提高了风化煤中腐植酸的提取效率，并赋予腐植酸盐其它功能，有对活化技术作进一步改进，例如CN1587303A涉及碱金属硅酸盐法，用此法配置的肥料即有腐植酸肥料的功能，还具有硅肥的作用；CN 102070375用氢氧化钠和尿素为活化剂制成的腐植酸脲溶液对肥料进行包膜来制备缓控释肥料；CN 101570551A采用N-醌与硼砂混合物显著提高了腐植酸的提取率，并大大降低了 NaOH的用量。然而以上活化技术存在选取活化剂的成本较高，生产设备特殊，容易对环境产生污染等缺陷，制约了其在肥料生产中的广泛应用。
发明内容
针对现有技术的不足及生产工艺上的缺陷，本发明提供一种新的风化煤活化技术，具体地说，本发明提供一种引入微量元素的风化煤活化剂及活化方法与应用。本发明的风化煤活化技术成本低，对工艺设备没有特殊要求，不仅提高了风化煤中腐植酸的提取率，还可同时引入了锌与腐植酸形成螯合物。由此制得的腐植酸类肥料不仅能提高土壤中的有机质含量还可以满足作物对于微量元素的需求。本发明的技术方案如下一种风化煤活化剂，是含有锌氨络离子的水溶液，由锌盐水溶液与过量的氨水反应制得，其中锌盐与水、氨水的质量比为22 25 43 45 35 30，于室温下混合搅拌至形成澄清溶液即可。化学反应如下Zn2+ + NH3 + IH1O = Zn(OH)2 i +NH:
Zn (OH) 2+4NH3 = [Zn (NH3) 4] 2++20F根据本发明优选的，所述锌盐选自硫酸锌、氯化锌或硝酸锌等水溶性锌盐，其中优选硫酸锌。根据本发明优选的，所述锌盐纯度为95 98wt% ；所述氨水浓度为20-25wt%。根据本发明优选的，所述锌盐与水、氨水的质量比为23 M 44 32 33。一种风化煤的活化方法，步骤如下将风化煤的粒度研磨到10目以下，加入本发明上述活化剂，所述活化剂占风化煤质量20 30wt%，混合均勻，在40 50°C反应2 3小时，然后室温放置10 20小时；
得活化风化煤。根据上述方法，本发明优选的，将占风化煤质量25wt%的活化剂均勻喷洒到风化煤表面并搅拌均勻，在45°C时反应2. 5小时，覆盖塑料薄膜，室温放置12 15小时；得活化风化煤。根据上述方法，继续以下步骤，分别制得不同的活化风化煤应用产品将以上所得活化风化煤加入到活化风化煤质量2 5倍的水中，过滤弃去不溶物， 将滤液干燥结晶，得到水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸锌的螯合物产品，或者将所得滤液直接灌装成液体肥。所得到的水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸锌的螯合物产品可直接用于制造含微量元素的腐植酸水溶肥料。将上述活化后的风化煤与尿素、磷肥和钾肥混合均勻按现有技术造粒，得有机无机复混肥料。将以上所得风化煤加入占其质量1/3的微生物菌剂EM复合菌剂及1/5的膨润土混合均勻，得土壤调理剂。作为土壤调理剂使用。根据上述方法，本发明优选的风化煤粒度小于10目，含水量约10-15wt%，总腐植酸含量为45wt%，其中的水溶性腐植酸含量为5wt%。与传统活化方法相比，本发明的活化剂及活化方法在反应过程中生成水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸锌的螯合物，可使风化煤中水溶性腐植酸盐的活化率提高10%左右， 提取的大部分水溶性腐植酸盐在150°c高温下仍能稳定存在，减少了高温造粒的损失量，相对其它方法大大降低了成本，并引进了作物必需的微量元素，与腐植酸形成了螯合物，制成肥料经过高温造粒后仍能够稳定存在。用不同活化剂进行风化煤活化实验结果见表1。试验用风化煤山西产，含水量约10-15wt%，总腐植酸含量为45wt%，其中的水溶性腐植酸含量为5wt%。粉碎至10目以下。表1.风化煤中水溶性腐植酸提取量
权利要求
1.一种风化煤活化剂，是含有锌氨络离子的水溶液，由锌盐水溶液与过量的氨水反应制得，其中锌盐与水、氨水的质量比为22 25 43 45 35 30 ；于室温下搅拌至形成澄清溶液即可。
2.如权利要求1中所述的活化剂，其特征在于，所述锌盐选自硫酸锌、氯化锌或硝酸锌。
3.如权利要求1中所述的活化剂，其特征在于，所述锌盐是硫酸锌。
4.如权利要求1中所述的活化剂，其特征在于，所述锌盐纯度为95-98wt%；所述氨水浓度为20-25wt%。
5.如权利要求1中所述的活化剂，其特征在于，所述锌盐与水、氨水的质量比为23 24 44 32 33。
6.一种风化煤的活化方法，利用权利要求1 5任一项所述的活化剂，步骤如下 将风化煤的粒度研磨到10目以下，加入所述活化剂占风化煤质量20 30wt %，混合均勻，在40 50°C反应2 3小时，然后室温放置10 20小时；得活化风化煤。
7.如权利要求6所述的风化煤的活化方法，其特征在于，将占风化煤质量25wt%的活化剂均勻喷洒到风化煤表面并搅拌均勻，在45°C反应2. 5小时，覆盖塑料薄膜，室温放置 12 15小时；得活化风化煤。
8.如权利要求6或7所述的风化煤的活化方法，其特征在于，将所得活化风化煤加入到活化风化煤质量2 5倍的水中，过滤弃去不溶物，将滤液干燥结晶，得到水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸锌的络合物产品，或者将滤液直接灌装成液体肥。
9.如权利要求6或7所述的风化煤的活化方法，其特征在于，将所得活化风化煤与尿素、磷肥和钾肥混合均勻按现有技术造粒，得有机无机复混肥料。
10.如权利要求6或7所述的风化煤的活化方法，其特征在于，将以上所得风化煤加入占其质量1/3的微生物菌剂EM复合菌剂及占其质量1/5的膨润土混合均勻，得土壤调理剂。
全文摘要
本发明涉及一种引入微量元素的风化煤活化剂及活化方法与应用。所述活化剂是含有锌氨络离子的水溶液，由锌盐水溶液与过量的氨水反应制得，用于提取风化煤中腐植酸。将活化剂均匀喷洒到风化煤表面并搅拌均匀，40～50℃反应2～3小时，放置10～20小时即得活化风化煤。该方法提高了水溶性腐植酸的提取率，不仅引入了氮元素还引入了作物所需的微量元素，与腐植酸形成螯合物，提高了水溶性腐植酸的高温稳定性。制成活化风化煤肥料可广泛应用于各类作物及土壤。
文档编号C05F11/02GK102408257SQ20111022485
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者刘兆辉, 李文刚, 杨果, 林海涛, 江丽华, 沈玉文, 范本荣 申请人:山东省农业科学院农业资源与环境研究所