[发明专利]利用天然材料生产固体水溶性腐殖酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤团聚体促进剂制备技术领域，特别涉及一种利用天然材料在较低水分情况下生产固体水溶性腐殖酸的方法，具体是利用天然材料风化煤、褐煤等与碳酸铵盐和磷酸铵盐混合，在较低水分情况下发生离子交换反应，生成腐殖酸铵和磷酸钙、磷酸镁，使Ca²⁺、Mg²⁺形成难溶性磷酸盐而不再与腐殖酸结合，大大提高水溶性腐殖酸含量。该方法适用于各种规模生产水溶性腐殖酸的工矿企业，产品主要用于农业、林业、园艺、城市绿化等行业中。

背景技术

自从发现土壤有机质中的腐殖酸对土壤团聚体形成具有重要作用以来，人为施用腐殖酸以提高土壤团聚性的尝试就一直在进行。最直接的方法是将含腐殖酸的风化煤、草炭等施入土壤，但其效果甚微。后来发现是这些材料中的腐殖酸已经与钙、镁等离子结合成不溶于水的腐殖酸二价盐，施入土壤后并不能发挥腐殖酸胶结土壤颗粒的作用，进而提出施用水溶性腐殖酸才能促进土壤团聚体形成的观点。随后，各种提取腐殖酸的方法应运而生。一类属于高成本、高纯度、过程复杂的提取方法，这不适用于用量大而产值低的农业等行业，另一类的成本较低，技术相对简单，适用于农业等相关行业，主要包括强碱液提取法和碳酸氢铵交换法。强碱液提取法提取出的腐殖酸只溶于强碱液，在pH 7条件下水溶性极低；浓度较低的液态也导致运输成本高，而制成固体时需大量脱水而消耗能量，成本较高。碳酸氢铵交换法可制成含水溶性腐殖酸的固体材料，但所需时间较长，同时铵离子易损失，不稳定，烘干后水溶性腐殖酸含量大大降低等急需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用天然材料在水分含量较低的条件下生产固体水溶性腐殖酸的方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步：将天然材料粉碎，过筛，选用粒径＜1.0mm的颗粒作为原材料；

第二步：将原材料颗粒的含水量调节到其干基质量的25-35％；

第三步：加入原材料干基质量5-15％的碳酸氢铵细粉末，充分混合均匀；

第四步：加入原材料干基质量5-10％的磷酸氢二铵或磷酸氢二钾固体粉末，混合均匀；

第五步：常温下密闭放置24-48小时，其间搅拌2-3次；

第六步：直接包装或60-80℃下烘干后包装。

所述天然材料为风化煤、褐煤或草炭中的一种或多种。

本发明的有益效果是在水分含量较低的条件下利用离子交换反应，使原材料中Ca²⁺、Mg²⁺离子不再与腐殖酸结合，保证烘干后水溶性腐殖酸比例提高到总含量的80％以上；本发明具有原料丰富、技术简单、成本低、水溶性腐殖酸含量高、产品是固体等优点，产品同时具有一定的肥料功能。本发明有效的解决了碳酸氢铵交换法中的活化时间长和不能烘干的问题，以及强碱液提取法中腐殖酸水溶性低、液态运输成本高、制成固体高能耗的问题。

具体实施方式

本发明提供一种利用天然材料在水分含量较低的条件下生产生产固体水溶性腐殖酸的方法，是依据在原材料含水量约30％的条件下，碳酸氢铵细粉末溶于原材料颗粒表面的水膜中，铵离子与腐殖酸二价盐发生离子交换反应的原理，生成腐殖酸铵，而被交换下来的Ca²⁺、Mg²⁺离子与加入的水溶性磷酸盐固体粉末反应，生成磷酸钙和磷酸镁，保证Ca²⁺、Mg²⁺失活而不再与腐殖酸结合，使烘干后水溶性腐殖酸比例提高到总含量的80％以上。

具体制备实施例如下：

实施例1

将风化煤粉碎，选取粒径小于0.5mm的颗粒作为原材料；调节风化煤颗粒含水量为其干基质量的30％；加入风化煤干基质量10％的碳酸氢铵细粉末，充分混合均匀后再加入风化煤干基质量5％的磷酸氢二铵固体粉末，混合均匀；常温下密闭放置30小时，其间搅拌2次；取出直接包装包装成产品，检测烘干后水溶性腐殖酸比例为总含量的85％。

实施例2

将褐煤和草炭分别粉碎，取小于1mm颗粒等质量混合作为原材料；调节混合物颗粒含水量为其干基重量的35％；加入混合物颗粒干基质量12％的碳酸氢铵细粉末，充分混合均匀后再加入混合物颗粒干基质量7％的磷酸氢二钾固体粉末，混合均匀；常温下密闭放置40小时，其间搅拌3次；取出，60℃下烘干后包装成产品。检测烘干后水溶性腐殖酸比例为总含量的88％。