[發(fā)明專利]利用天然材料生產(chǎn)固體水溶性腐殖酸的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010621830.8
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102174327A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李貴桐;林啟美;趙小蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K17/14
• 分類號: C09K17/14
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土壤團聚體促進劑制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用天然材料在較低水分情況下生產(chǎn)固體水溶性腐殖酸的方法，具體是利用天然材料風(fēng)化煤、褐煤等與碳酸銨鹽和磷酸銨鹽混合，在較低水分情況下發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成腐殖酸銨和磷酸鈣、磷酸鎂，使Ca²⁺、Mg²⁺形成難溶性磷酸鹽而不再與腐殖酸結(jié)合，大大提高水溶性腐殖酸含量。該方法適用于各種規(guī)模生產(chǎn)水溶性腐殖酸的工礦企業(yè)，產(chǎn)品主要用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、城市綠化等行業(yè)中。

背景技術(shù)

自從發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)中的腐殖酸對土壤團聚體形成具有重要作用以來，人為施用腐殖酸以提高土壤團聚性的嘗試就一直在進行。最直接的方法是將含腐殖酸的風(fēng)化煤、草炭等施入土壤，但其效果甚微。后來發(fā)現(xiàn)是這些材料中的腐殖酸已經(jīng)與鈣、鎂等離子結(jié)合成不溶于水的腐殖酸二價鹽，施入土壤后并不能發(fā)揮腐殖酸膠結(jié)土壤顆粒的作用，進而提出施用水溶性腐殖酸才能促進土壤團聚體形成的觀點。隨后，各種提取腐殖酸的方法應(yīng)運而生。一類屬于高成本、高純度、過程復(fù)雜的提取方法，這不適用于用量大而產(chǎn)值低的農(nóng)業(yè)等行業(yè)，另一類的成本較低，技術(shù)相對簡單，適用于農(nóng)業(yè)等相關(guān)行業(yè)，主要包括強堿液提取法和碳酸氫銨交換法。強堿液提取法提取出的腐殖酸只溶于強堿液，在pH?7條件下水溶性極低；濃度較低的液態(tài)也導(dǎo)致運輸成本高，而制成固體時需大量脫水而消耗能量，成本較高。碳酸氫銨交換法可制成含水溶性腐殖酸的固體材料，但所需時間較長，同時銨離子易損失，不穩(wěn)定，烘干后水溶性腐殖酸含量大大降低等急需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用天然材料在水分含量較低的條件下生產(chǎn)固體水溶性腐殖酸的方法，其特征在于，具體步驟如下：

第一步：將天然材料粉碎，過篩，選用粒徑＜1.0mm的顆粒作為原材料；

第二步：將原材料顆粒的含水量調(diào)節(jié)到其干基質(zhì)量的25-35％；

第三步：加入原材料干基質(zhì)量5-15％的碳酸氫銨細粉末，充分混合均勻；

第四步：加入原材料干基質(zhì)量5-10％的磷酸氫二銨或磷酸氫二鉀固體粉末，混合均勻；

第五步：常溫下密閉放置24-48小時，其間攪拌2-3次；

第六步：直接包裝或60-80℃下烘干后包裝。

所述天然材料為風(fēng)化煤、褐煤或草炭中的一種或多種。

本發(fā)明的有益效果是在水分含量較低的條件下利用離子交換反應(yīng)，使原材料中Ca²⁺、Mg²⁺離子不再與腐殖酸結(jié)合，保證烘干后水溶性腐殖酸比例提高到總含量的80％以上；本發(fā)明具有原料豐富、技術(shù)簡單、成本低、水溶性腐殖酸含量高、產(chǎn)品是固體等優(yōu)點，產(chǎn)品同時具有一定的肥料功能。本發(fā)明有效的解決了碳酸氫銨交換法中的活化時間長和不能烘干的問題，以及強堿液提取法中腐殖酸水溶性低、液態(tài)運輸成本高、制成固體高能耗的問題。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種利用天然材料在水分含量較低的條件下生產(chǎn)生產(chǎn)固體水溶性腐殖酸的方法，是依據(jù)在原材料含水量約30％的條件下，碳酸氫銨細粉末溶于原材料顆粒表面的水膜中，銨離子與腐殖酸二價鹽發(fā)生離子交換反應(yīng)的原理，生成腐殖酸銨，而被交換下來的Ca²⁺、Mg²⁺離子與加入的水溶性磷酸鹽固體粉末反應(yīng)，生成磷酸鈣和磷酸鎂，保證Ca²⁺、Mg²⁺失活而不再與腐殖酸結(jié)合，使烘干后水溶性腐殖酸比例提高到總含量的80％以上。

具體制備實施例如下：

實施例1

將風(fēng)化煤粉碎，選取粒徑小于0.5mm的顆粒作為原材料；調(diào)節(jié)風(fēng)化煤顆粒含水量為其干基質(zhì)量的30％；加入風(fēng)化煤干基質(zhì)量10％的碳酸氫銨細粉末，充分混合均勻后再加入風(fēng)化煤干基質(zhì)量5％的磷酸氫二銨固體粉末，混合均勻；常溫下密閉放置30小時，其間攪拌2次；取出直接包裝包裝成產(chǎn)品，檢測烘干后水溶性腐殖酸比例為總含量的85％。

實施例2

將褐煤和草炭分別粉碎，取小于1mm顆粒等質(zhì)量混合作為原材料；調(diào)節(jié)混合物顆粒含水量為其干基重量的35％；加入混合物顆粒干基質(zhì)量12％的碳酸氫銨細粉末，充分混合均勻后再加入混合物顆粒干基質(zhì)量7％的磷酸氫二鉀固體粉末，混合均勻；常溫下密閉放置40小時，其間攪拌3次；取出，60℃下烘干后包裝成產(chǎn)品。檢測烘干后水溶性腐殖酸比例為總含量的88％。