引入微量元素的風化煤活化劑及活化方法與應用的製作方法
2023-04-24 09:06:56 1
專利名稱：引入微量元素的風化煤活化劑及活化方法與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風化煤活化技術，尤其涉及一種能夠引入微量元素的風化煤活化劑及其在肥料生產中的應用。
背景技術：
我國具有非常豐富的風化煤資源，主要分布在新疆、內蒙古、山西等露天煤礦分布多的地區，至今沒有得到有效利用。風化煤中存在著的大量腐植酸是一種天然高分子化合物，不但在冶金、化工及環境保護等領域有著非常廣泛的應用，而且在農業生產中可以作為重要的肥料和生長調節劑使用。然而，風華煤中存在的腐植酸多以鈣、鎂不溶物的形式存在，因此，採取有效的活化技術將腐植酸以水溶性腐植酸鹽的形式從風化煤中提取出來，有著非常重要的意義。風化煤活化方法主要有鹼提取法、酸提取法、微生物溶解法等。其中酸提取法含雜質較多，微生物溶解法操作複雜，不宜在工業生產中推廣。應用最廣的是鹼提取法將風化煤粉碎後加入到燒鹼溶液，加熱然後濾去沉澱後將溶液乾燥可得水溶性腐植酸鈉固體；參見CN101152987A。然而此類活化方法提取不充分，成本較高，對生產設備腐蝕嚴重，得到的產品PH值過高，容易對作物及土壤產生不良影響。近年來，為了提高了風化煤中腐植酸的提取效率，並賦予腐植酸鹽其它功能，有對活化技術作進一步改進，例如CN1587303A涉及鹼金屬矽酸鹽法，用此法配置的肥料即有腐植酸肥料的功能，還具有矽肥的作用；CN 102070375用氫氧化鈉和尿素為活化劑製成的腐植酸脲溶液對肥料進行包膜來製備緩控釋肥料；CN 101570551A採用N-醌與硼砂混合物顯著提高了腐植酸的提取率，並大大降低了 NaOH的用量。然而以上活化技術存在選取活化劑的成本較高，生產設備特殊，容易對環境產生汙染等缺陷，制約了其在肥料生產中的廣泛應用。
發明內容
針對現有技術的不足及生產工藝上的缺陷，本發明提供一種新的風化煤活化技術，具體地說，本發明提供一種引入微量元素的風化煤活化劑及活化方法與應用。本發明的風化煤活化技術成本低，對工藝設備沒有特殊要求，不僅提高了風化煤中腐植酸的提取率，還可同時引入了鋅與腐植酸形成螯合物。由此製得的腐植酸類肥料不僅能提高土壤中的有機質含量還可以滿足作物對於微量元素的需求。本發明的技術方案如下一種風化煤活化劑，是含有鋅氨絡離子的水溶液，由鋅鹽水溶液與過量的氨水反應製得，其中鋅鹽與水、氨水的質量比為22 25 43 45 35 30，於室溫下混合攪拌至形成澄清溶液即可。化學反應如下Zn2+ + NH3 + IH1O = Zn(OH)2 i +NH:
Zn (OH) 2+4NH3 = [Zn (NH3) 4] 2++20F根據本發明優選的，所述鋅鹽選自硫酸鋅、氯化鋅或硝酸鋅等水溶性鋅鹽，其中優選硫酸鋅。根據本發明優選的，所述鋅鹽純度為95 98wt% ；所述氨水濃度為20-25wt%。根據本發明優選的，所述鋅鹽與水、氨水的質量比為23 M 44 32 33。一種風化煤的活化方法，步驟如下將風化煤的粒度研磨到10目以下，加入本發明上述活化劑，所述活化劑佔風化煤質量20 30wt%，混合均勻，在40 50°C反應2 3小時，然後室溫放置10 20小時；
得活化風化煤。根據上述方法，本發明優選的，將佔風化煤質量25wt%的活化劑均勻噴灑到風化煤表面並攪拌均勻，在45°C時反應2. 5小時，覆蓋塑料薄膜，室溫放置12 15小時；得活化風化煤。根據上述方法，繼續以下步驟，分別製得不同的活化風化煤應用產品將以上所得活化風化煤加入到活化風化煤質量2 5倍的水中，過濾棄去不溶物， 將濾液乾燥結晶，得到水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸鋅的螯合物產品，或者將所得濾液直接灌裝成液體肥。所得到的水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸鋅的螯合物產品可直接用於製造含微量元素的腐植酸水溶肥料。將上述活化後的風化煤與尿素、磷肥和鉀肥混合均勻按現有技術造粒，得有機無機復混肥料。將以上所得風化煤加入佔其質量1/3的微生物菌劑EM複合菌劑及1/5的膨潤土混合均勻，得土壤調理劑。作為土壤調理劑使用。根據上述方法，本發明優選的風化煤粒度小於10目，含水量約10-15wt%，總腐植酸含量為45wt%，其中的水溶性腐植酸含量為5wt%。與傳統活化方法相比，本發明的活化劑及活化方法在反應過程中生成水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸鋅的螯合物，可使風化煤中水溶性腐植酸鹽的活化率提高10%左右， 提取的大部分水溶性腐植酸鹽在150°c高溫下仍能穩定存在，減少了高溫造粒的損失量，相對其它方法大大降低了成本，並引進了作物必需的微量元素，與腐植酸形成了螯合物，製成肥料經過高溫造粒後仍能夠穩定存在。用不同活化劑進行風化煤活化實驗結果見表1。試驗用風化煤山西產，含水量約10-15wt%，總腐植酸含量為45wt%，其中的水溶性腐植酸含量為5wt%。粉碎至10目以下。表1.風化煤中水溶性腐植酸提取量
權利要求
1.一種風化煤活化劑，是含有鋅氨絡離子的水溶液，由鋅鹽水溶液與過量的氨水反應製得，其中鋅鹽與水、氨水的質量比為22 25 43 45 35 30 ；於室溫下攪拌至形成澄清溶液即可。
2.如權利要求1中所述的活化劑，其特徵在於，所述鋅鹽選自硫酸鋅、氯化鋅或硝酸鋅。
3.如權利要求1中所述的活化劑，其特徵在於，所述鋅鹽是硫酸鋅。
4.如權利要求1中所述的活化劑，其特徵在於，所述鋅鹽純度為95-98wt%；所述氨水濃度為20-25wt%。
5.如權利要求1中所述的活化劑，其特徵在於，所述鋅鹽與水、氨水的質量比為23 24 44 32 33。
6.一種風化煤的活化方法，利用權利要求1 5任一項所述的活化劑，步驟如下 將風化煤的粒度研磨到10目以下，加入所述活化劑佔風化煤質量20 30wt %，混合均勻，在40 50°C反應2 3小時，然後室溫放置10 20小時；得活化風化煤。
7.如權利要求6所述的風化煤的活化方法，其特徵在於，將佔風化煤質量25wt%的活化劑均勻噴灑到風化煤表面並攪拌均勻，在45°C反應2. 5小時，覆蓋塑料薄膜，室溫放置 12 15小時；得活化風化煤。
8.如權利要求6或7所述的風化煤的活化方法，其特徵在於，將所得活化風化煤加入到活化風化煤質量2 5倍的水中，過濾棄去不溶物，將濾液乾燥結晶，得到水溶性腐植酸氨和水溶性腐植酸鋅的絡合物產品，或者將濾液直接灌裝成液體肥。
9.如權利要求6或7所述的風化煤的活化方法，其特徵在於，將所得活化風化煤與尿素、磷肥和鉀肥混合均勻按現有技術造粒，得有機無機復混肥料。
10.如權利要求6或7所述的風化煤的活化方法，其特徵在於，將以上所得風化煤加入佔其質量1/3的微生物菌劑EM複合菌劑及佔其質量1/5的膨潤土混合均勻，得土壤調理劑。
全文摘要
本發明涉及一種引入微量元素的風化煤活化劑及活化方法與應用。所述活化劑是含有鋅氨絡離子的水溶液，由鋅鹽水溶液與過量的氨水反應製得，用於提取風化煤中腐植酸。將活化劑均勻噴灑到風化煤表面並攪拌均勻，40～50℃反應2～3小時，放置10～20小時即得活化風化煤。該方法提高了水溶性腐植酸的提取率，不僅引入了氮元素還引入了作物所需的微量元素，與腐植酸形成螯合物，提高了水溶性腐植酸的高溫穩定性。製成活化風化煤肥料可廣泛應用於各類作物及土壤。
文檔編號C05F11/02GK102408257SQ20111022485
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月8日 優先權日2011年8月8日
發明者劉兆輝, 李文剛, 楊果, 林海濤, 江麗華, 沈玉文, 範本榮 申請人:山東省農業科學院農業資源與環境研究所