[發(fā)明專利]一種含微量稀土及納米碳的液態(tài)肥料增效劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410054619.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN103772055A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊健;吳海明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東中合稀有金屬再生科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C05G3/00
• 分類號(hào): C05G3/00;C05D9/02
• 代理公司: 廣東祁增顥律師事務(wù)所 44318
• 代理人: 曾琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液態(tài)肥料增效劑的制備方法，更具體地說，尤其涉及一種含微量稀土及納米碳的液態(tài)肥料增效劑的制備方法。

背景技術(shù)

在中國(guó)，已探明稀土工業(yè)儲(chǔ)量為5370萬噸，約占全世界的53%。稀土資源的開發(fā)利用給我國(guó)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也引發(fā)了相應(yīng)的環(huán)境問題，稀土廢水的處置和綜合利用就是一個(gè)重要的問題。稀土工業(yè)廢水種類很多，其中氨氮廢水是稀土冶煉過程中水量很大的一類廢水，氨氮廢水又主要有包括硫銨廢水和氯銨廢水兩種。硫銨廢水來源于稀土分離氨皂化及生產(chǎn)碳酸稀土過程，主要污染物為硫酸銨，還含有大量的Mg²⁺?、Ca²⁺?、C1^-等雜質(zhì)離子，廢水成分比較復(fù)雜。

氯銨廢水來源于稀土萃取分離生產(chǎn)過程。在萃取之前，為了提高萃取劑的萃取容量，一般要對(duì)萃取劑先進(jìn)行皂化，目前使用的皂化劑主要是液氨或氨水，萃取反應(yīng)的結(jié)果是稀土進(jìn)入有機(jī)相，而NH⁴⁺進(jìn)入水相成為污染源。由此產(chǎn)生的氯銨廢水的主要污染物為氯化銨，由于在生產(chǎn)過程中所用的水為純凈水，因此廢水中其它雜質(zhì)很少。但是NH⁴⁺是一種污染性較強(qiáng)的營(yíng)養(yǎng)性污染物，如果直接排放不僅加重了環(huán)境的負(fù)擔(dān)，而且高濃度的NH⁴⁺也沒得到有效利用。

稀土農(nóng)用是近30年來發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，稀土不但對(duì)環(huán)境友好，無毒無害，而且具有較好的調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物抗旱、抗病性及增加產(chǎn)量等作用。稀土元素在含量非常低的情況下就能對(duì)植物的生長(zhǎng)起到明顯作用。稀土對(duì)農(nóng)作物的作用機(jī)制包括以下幾個(gè)方面：1）改善光合器官形態(tài)，提高光合能力；2）促進(jìn)根系的生長(zhǎng)和發(fā)育；3）提高作物的抗逆性。

但是，隨著稀土在農(nóng)業(yè)上的推廣應(yīng)用，開發(fā)合適的稀土資源利用方式和提高農(nóng)用稀土的利用效率越來越重要。液體肥料就是一種有助于稀土利用的方式。20世紀(jì)30年代，美國(guó)首先采用液氨作為液體肥料直接施用于農(nóng)作物并獲得成功。1947年以后開始大力推廣，50-70年代進(jìn)人高速發(fā)展時(shí)期。目前，國(guó)際肥料消費(fèi)正在向高濃度、復(fù)合化、液體化、緩效化的方向發(fā)展。液體肥料由于具有生產(chǎn)費(fèi)用低、養(yǎng)分含量高、易于復(fù)合、能直接被農(nóng)作物吸收、便于配方施肥（平衡施肥）和機(jī)械化施肥等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越受到各國(guó)的普遍關(guān)注。

因此，如果能將稀土萃取皂化過程中產(chǎn)生的含有微量稀土元素的氯銨廢水制備成液體肥增效劑，在解決稀土廢水處置的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)資源的集約利用。納米碳將有助于實(shí)現(xiàn)液體肥的增效作用。

納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。納米碳具有極大的比表面積和極高的比表面能、表面選擇吸附性、優(yōu)異的導(dǎo)電性；具有量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子遂道效應(yīng)；具有優(yōu)良的環(huán)境穩(wěn)定性，在高溫條件下仍具有高強(qiáng)、高韌等奇異性；親水性極強(qiáng)，在水中的分散性極好。

納米碳分散于溶液后由于與水分子的水合作用，一般會(huì)呈負(fù)電荷，因而可通過化學(xué)鍵力吸附根際周圍的養(yǎng)分離子。根系分泌物、根系果膠及根系的表面H⁺、HCO₃^-?（碳酸氫根）離子也能捕獲納米碳，因此，納米碳有助于攜帶養(yǎng)分離子聚集到根系表面。由此根系表面養(yǎng)分離子濃度升高，通過順化學(xué)勢(shì)梯度，促進(jìn)各種養(yǎng)分大量進(jìn)入根系細(xì)胞，從而提高肥料養(yǎng)分的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)成本低，能有效利用氯銨廢水的含微量稀土及納米碳的液態(tài)肥料增效劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種含微量稀土及納米碳的液態(tài)肥料增效劑的制備方法，包括下述步驟：

（1）從稀土萃取分離過程中收集氯銨廢水，所述氯銨廢水的pH值為5.0～7.0，NH⁴⁺為5～15g/L，含有的微量稀土元素可以是鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪?鏑或鋱并且含量小于0.1g/L；其它雜質(zhì)含量小于0.001g/L；?

（2）電解液的制備，往收集的氯銨廢水中加入分散劑配制成電解液；

（3）納米碳的制備，采用電解法制備納米碳，將兩塊石墨電極放入裝有上述電解液的電解槽中，采用脈沖電源，脈沖頻率為10～20Hz，脈沖電壓幅值：12～15V，波形為方波或三角波；電流密度為2～4?mA/cm²，溫度為20～50℃，經(jīng)過12～120?h的電解處理，即可制備成含微量稀土及納米碳的液體肥料增效劑。

上述的一種含微量稀土及納米碳的液態(tài)肥料增效劑的制備方法中，步驟（1）所述的氯銨廢水為稀土萃取分離工藝中氨皂化步驟產(chǎn)生的氨皂廢水。