[發明專利]高濃度水溶性植物鉀肥的制備方法

在審

• 申請號: 201410319541.0
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104030735A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 高正卿;陳勇;何桂源;和智明
• 申請（專利權）人: 云南省輕工業科學研究院
• 主分類號: C05D1/00
• 分類號: C05D1/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 陳左

技術領域

本發明屬于輕化工技術領域，具體涉及一種以植物秸稈、灰渣及廢液為原料生產高濃度水溶性植物鉀肥的方法。

背景技術

鉀是促進植物生長的三大主要營養元素之一，也是農業生產中不可或缺的一種重要元素，據調查我國約45%的耕地嚴重缺鉀。同時由于我國有效鉀礦資源儲量不足，目前國內生產的鉀肥遠不能滿足農業生產的需要，鉀肥的對外依存度最高接近70%，對我國農業生產安全造成較大影響。

目前市場流通的鉀肥主要為化學鉀，主要品種包括氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、磷酸二氫鉀等，其生產方法一般以鉀鹽礦為原料直接制取氯化鉀，然后再利用氯化鉀為原料用化學法生產其它鉀肥品種，由于原料及生產工藝的影響，礦物鉀都含有一定的氯離子和重金屬，對發展高端有機農業不利。近年來國內市場出現了部分有機鉀和生物鉀產品，但實際是一些含低濃度有機酸鉀的有機肥和硅酸鹽生物菌肥，其氧化鉀含量一般在10%以下。

水溶性植物鉀肥可與噴、滴灌結合使用，在提高肥料利用率、節約農業用水、減少生態環境污染、改善作物品質以及減少勞動力等方面有明顯優勢。目前在以色列、美國，歐洲等發達國家和地區已經得到大范圍推廣。在國內由于水溶肥料的價位較高，目前使用范圍主要集中于大棚蔬菜、果樹、特色中藥材、以及花卉等高價值作物種植，對于大田作物，仍然處于試驗示范階段。盡管水溶肥料在國內剛剛起步，但發展速度十分驚人，特別是十八大以后，隨著我國農業現代化步伐加快，土地流轉政策的實施，農業生產集約化、規模化水平提高，水肥一體化進程加快，滴灌、噴灌節水設施農業面積迅速擴大，水溶肥產業將進入一個重要的戰略發展機遇期，發展前景十分廣闊。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用鉀離子選擇吸附及回收技術和國際先進的濕法水溶肥生產工藝進行生產高濃度水溶性植物鉀肥的方法，用以解決現有無機鉀肥及傳統植物鉀肥含氯離子和重金屬、植物吸收率低、氧化鉀含量低（小于10%）、用量大、使用不便、商品化程度低、不適用于高端有機農業種植等問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種高濃度水溶性植物鉀肥的制備方法，包括如下步驟：

步驟（1），將過30～50目篩的鉀離子吸附劑經過水洗后，用飽和的氯化鈉溶液煮沸處理2小時，然后再用水洗滌，接著用飽和的硫酸銨溶液浸泡吸附劑5-10h，得到改性鉀離子吸附劑；

步驟（2），將含鉀廢液進入裝有步驟（1）改性鉀離子吸附劑的多段吸附柱，鉀離子吸附飽和后，排除柱殘留廢液，用煮沸的硫酸銨、硝酸銨、磷酸一銨或磷酸二銨的水溶液作為洗脫劑洗脫，并對吸附劑進行逆流洗脫和再生，得到富鉀液；

其中，所述的等體積中洗脫劑中銨離子的摩爾數為離子交換柱中吸附鉀離子摩爾數的1-4倍，所述的洗脫劑的用量占柱內吸附劑體積的40%-70%，所述的吸附時柱溫為10-50℃，流速為1-4BV/h；洗脫時柱溫為50-100℃，流速為2-8BV/h；

步驟（3），步驟（2）得到的富鉀溶液經濃縮至固溶物質量濃度為40%-80%，采用多級相平衡分離，使初次分離得到的初級晶體與富鉀液混合稀釋至固溶物質量濃度為30%-70%，然后兩相間在20-50℃恒溫條件下攪拌0.5-2h后，達到硫酸鉀析出的最佳平衡；固液分離得到的母液回送至洗脫劑箱，可用于下一次的柱洗脫，分離后的晶體干燥，即可得到水溶性植物鉀肥；

所述的含鉀廢液的制備方法為：（1）將植物秸稈、灰渣加入水中，經加熱蒸煮1-3h后得到植物秸稈、灰渣含鉀廢液，所述的植物秸稈、灰渣與水的質量比為1：5~10；（2）糖蜜酒精廢液經冷卻沉降后得到糖蜜酒精含鉀廢液；（3）酵母廢液經沉降后得到酵母含鉀廢液；所述的含鉀廢液為植物秸稈、灰渣含鉀廢液、糖蜜酒精含鉀廢液、酵母含鉀廢液和柱殘留廢液中一種或幾種的混合物。

本發明技術方案中所述的含鉀廢液還包括吸附后的廢液。

本發明技術方案中所述的濃縮是采用視濃縮效果為2-4效的強制循環蒸發結晶系統。

本發明技術方案中所述的濃縮是真空濃縮。

本發明技術方案中所述的多段吸附柱為共三個柱，其中兩個柱串聯，另外一個柱輪換洗脫。

本發明技術方案中所述的對吸附劑進行逆流洗脫和再生的方法為逆流洗脫和再生后向柱內加入80-100℃的水洗脫，以收集殘留的洗脫液。