本发明涉及一种粘结剂，具体涉及一种高水溶性腐殖酸粘结剂及其制备方法。
背景技术：
随着我们现代化农业建设的不断发展，对优质高效、可实现增产增收、能够实现环境保护的肥料需求日益增多。但目前国内主要还是供应氮、磷、钾等无机肥，无机肥长期使用会使土壤团粒结构遭到破坏，易造成土壤板结、土质变硬，从而出现化肥越用越多，产量却越来越低的怪象。因此现在有机-无机复混肥越来越受到重视，添加有机质的肥料能够改善土壤结构，防止土壤板结，增加产量。
在复混肥造粒过程中，粘结剂是影响其生产的关键因素，粘结剂是制取颗粒不可缺少的组分，它主要起粘结、增大颗粒粒径，增加颗粒强度的作用。常用的粘结剂为凹凸棒土或膨润土等无机粘结剂，但其添加量高、成粒率低和返料率高等缺点限制了高浓度颗粒复混肥的发展。有机粘结剂比传统的无机粘结剂具有用量小、成球率高、成球速度快、返料率低、带入有害杂质少、环境污染小等优点，但成本高、颗粒强度低。
腐殖酸是一大类多环稠环有机化合物，广泛存在于泥炭、褐煤和风化煤中，将腐殖酸与无机粘结剂混合配成复合粘结剂，并添加到无机肥料中，不仅对增强土壤肥力和改善土壤结构有良好的作用，还可提高肥效，减少化肥被固定和流失，而且复合粘结剂的使用也可大大减少无机粘结剂的加入量，降低造粒成本，提高成球质量。但泥炭、褐煤或风化煤中的腐殖酸含量较低，复合粘结剂中的腐殖酸含量亦很低，为了保证无机肥料中的主养分的含量不变，复合粘结剂的加量需要控制，因此无机肥料中的腐殖酸含量，即有机质含量并不高，起不到明显的改善土壤、提高肥效的作用；而且腐殖酸水溶性差，与无机粘结剂简单混合配成复合粘结剂并添加到水溶性无机肥料中后，只能作基肥采用随机播施或穴施的方法施入土壤，无法作水溶肥从而可以采用滴施，喷施或浇施的施肥方法。
技术实现要素：
本发明的目的是能把高含量的腐殖酸与无机粘结剂通过化学反应合成得到高粘度、高水溶性的肥料造粒用粘结剂，克服了长期以来腐殖酸材料不能溶于无机水溶性肥料中的特点，同时又和无机肥料形成无机-有机复混肥，不仅能提高肥效，又能增强土壤肥力、改善土壤结构。
本发明采取的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种高水溶性腐殖酸粘结剂,由膨润土、腐殖酸、木素和无机碱按比例备料，粉碎后放入反应釜中，经高温反应后提纯制备而成，以重量百分比计，各原料的配比如下：
膨润土：10-20％；
腐殖酸风化煤：50-60％；
木素：10-20％；
无机碱：10-20％。
本发明的腐殖酸粘结剂的有益效果是：本发明所提供的腐殖酸粘结剂，应用的腐殖酸来自于风化煤，风化煤中腐殖酸含量在40-60％之间，与无机粘结剂混合配成复合粘结剂之后，腐殖酸含量更低，因此添加到无机肥料中的腐殖酸含量很难提高；本发明采用高温熬和、沉淀池沉降的方法，将腐殖酸从风化煤中提取出来，提取的腐殖酸纯度增高，而且反应中加入了木素，木素与无机碱反应又生成了新的腐殖酸，因此粘结剂中腐殖酸含量更高，原料中腐殖酸的含量为20-36％(风化煤中腐殖酸含量为40-60％，原料中风化煤含量为50-60％，因此腐殖酸在原料中的含量为20-36％)，反应提纯后得到的粘结剂中腐殖酸的含量高达70-90％，腐殖酸含量大大增加，高纯度的腐殖酸添加到肥料中既不会影响主养分含量，又能保持高的腐殖酸含量；
本发明所提供的腐殖酸粘结剂是一种无机-有机复合粘结剂，通过实验测试，其中水不溶物的含量低于1％，远远低于常规腐殖酸粘结剂中水不溶物含量5％的比例，是一种水溶性很高的腐殖酸粘结剂，克服了长期以来腐殖酸材料不能加进水溶性无机肥料中去的缺点，不仅可作基肥采用随机播施或穴施的方法来施肥，也可以作为水溶肥采用滴施，喷施或浇施方法施肥。
进一步的，所述膨润土中蒙脱石和胶质含量均大于60wt％，使得粘结剂中的微量元素和胶质含量较高，增加了产品的粘合性能。
进一步的，所述腐殖酸风化煤中腐殖酸的含量为40-60wt％。可以理解的是，风化煤中腐殖酸含量是相对较低的。
进一步的，所述木素为木素质和/或秸秆木素。所述秸秆木素来自于秸秆、树叶、烂菜、果壳等，添加木素后，木素与无机碱反应，生成新的腐殖酸，使粘结剂中的腐殖酸含量更高。
进一步的，所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠。通过加入无机碱，与腐殖酸生料发生反应，生成熟料腐殖酸盐，降低了植物虫害；且无机碱与木素反应后可以生成新的腐殖酸，增加粘结剂中腐殖酸的含量。
本发明另一个方面提供了一种高水溶性腐殖酸粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：将原料膨润土、腐殖酸、木素和有机碱粉碎至粒度分别为80-100目、150-200目、80-100目和60-80目；
S2：按重量百分比将膨润土、腐殖酸、木素和无机碱放入反应釜中，加入2-3倍原料重量的水后将反应釜关闭，升温至80-100℃，边升温边搅拌物料，反应时间至少为8h，搅拌速度为100-200rmp，反应釜中的压力保持在0.1-0.3kp；
S3：将步骤S2所得产物放入沉淀池中沉淀5-10h后，取上层清液，浓缩、干燥，粉碎成粒度80-120目，即得腐殖酸粘结剂。
进一步的，步骤S2具体为：按重量百分比将膨润土、腐植酸风化煤、木素和无机碱放入反应釜中，加入2-3倍原料重量的水后将反应釜关闭，升温至80-100℃，边升温边搅拌物料，温度到达后保持搅拌1-2h,随后停止搅拌，物料在此温度下恒温静置至少7h。
进一步的，在步骤S3中，所述上层清液采用喷雾干燥、自然蒸发、旋转蒸发、真空干燥中的一种或多种方法进行浓缩、干燥。
本发明的制备方法的有益效果是：本发明采用高温熬和、沉淀池沉降的办法，将腐殖酸从风化煤中提纯，得到了纯度较高的腐殖酸，而且木素和无机碱反应生成新的腐殖酸，使粘结剂中的腐殖酸含量更高；原料在反应釜中反应后，产物在沉淀池中进行沉降，将下层沉淀去除，取上层清液进行浓缩干燥，这一过程为腐殖酸的提纯过程，上层清液中含有腐殖酸和无机碱反应后生成的水溶性腐殖酸盐，因此粘结中的腐殖酸水溶性很高；
本发明所提供的高水溶性腐殖酸粘结剂制备方法，能把低腐殖酸含量的风化煤和木素经化学反应后提纯得到高腐殖酸含量、高粘度和高水溶性的肥料造粒用粘结剂；本发明的制备方法采用腐殖酸生料，经过和无机碱发生化学反应后变成了腐殖酸熟料，将熟料腐殖酸粘结剂添加到肥料中，可以降低虫害。
本发明还提供了一种高水溶性腐殖酸粘结剂在肥料造粒中的应用。
进一步的，所述肥料为无机肥料、有机肥料或有机-无机复混肥中的任一种。本发明提供的高水溶性腐殖酸粘结剂主要用于肥料造粒，所述肥料类型不限，可以为无机肥，有机肥或无机-有机复混肥，肥料水溶性也不限，既可以是水溶性的，也可以为非水溶性的。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一
将腐殖酸风化煤(腐殖酸含量为40％)、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的粒度分别粉碎至80目、150目、80目和60目，按照腐殖酸风化煤50％、膨润土10％、秸秆木素20％和氢氧化钾20％的重量比混加入反应釜中，腐殖酸风化煤、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的总重量为100kg，然后在反应釜中加入250kg水，关闭反应釜，反应釜中的压力保持在0.15kp，将反应釜升温至80℃，升温过程中以转速100rmp搅拌物料，温度到达80℃后保持搅拌1h,随后停止搅拌，物料在80℃恒温静置10h，打开反应釜，将物料放入沉淀池中沉淀8h，取上层清液，喷雾干燥，产物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘结剂。
本实施例所得腐殖酸粘结剂水溶性不溶物含量约为0.5％，腐殖酸含量约为70％，有机质含量约为75％。
实施例二
将腐殖酸风化煤(腐殖酸含量为50％)、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的粒度分别粉碎至90目、180目、90目和70目，按照腐殖酸风化煤55％、膨润土15％、秸秆木素15％和氢氧化钾15％的重量比混加入反应釜中，腐殖酸风化煤、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的总重量为100kg，然后在反应釜中加入280kg水，关闭反应釜，反应釜中的压力保持在0.2kp，将反应釜升温至90℃，升温过程中以转速150rmp搅拌物料，温度到达90℃后保持搅拌1h,随后停止搅拌，物料在90℃恒温静置12h，打开反应釜，将物料放入沉淀池中沉淀9h，取上层清液，喷雾干燥，产物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘结剂。
本实施例所得腐殖酸粘结剂水溶性不溶物含量约为0.7％，腐殖酸含量约为75％，有机质含量约为80％。
实施例三
将腐殖酸风化煤(腐殖酸含量为60％)、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的粒度分别粉碎至100目、200目、4100目和80目，按照腐殖酸风化煤60％、膨润土10％、秸秆木素20％和氢氧化钠10％的重量比混加入反应釜中，腐殖酸、膨润土、秸秆木素和氢氧化钾的总重量为100kg，然后在反应釜中加入300kg水，关闭反应釜，反应釜中的压力保持在0.3kp，将反应釜升温至100℃，升温过程中以转速100rmp搅拌物料，温度到达100℃后保持2h搅拌,随后停止搅拌，物料在100℃恒温静置15h，打开反应釜，将物料放入沉淀池中沉淀10h，取上层清液，喷雾干燥，产物粉碎至100目即可得高水溶性腐殖酸粘结剂。
本实施例所得腐殖酸粘结剂水溶性不溶物含量约为0.8％，腐殖酸含量约为90％，有机质含量约为95％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。