[发明专利]可溶性腐殖素

说明书

本发明提供了衍生自腐殖素的高度水溶性产物，以及获得此类产物的方法。首先将腐殖素与水和氮源(例如尿素)在强烈搅拌和加热下掺合，以便分散所述氮源。随后将掺合物培育延长的时段以产生具有所期望溶解性特性的氮已反应腐殖素。所述产物可以水性分散液使用，或干燥成粒状形式。

技术领域

本发明涉及含腐殖素产物，其容易分散于水中而形成稳定分散液。更具体地说，本发明涉及此类产物，和制备所述产物的方法，其中使腐殖素与氮源(例如尿素)在高温下反应，并且培育一段时间以产生最终产物。这些产物能够以液体形式使用，或干燥为能够用水复原的粉末。

背景技术

腐殖素定义为土壤中的腐殖质物质的一部分，其不溶于任何pH值的水溶液中。换句话说，腐殖素是在萃取出腐殖酸和富里酸(fulvic acids)之后仍存在于腐殖酸盐样品中的残余有机物。商业上当前使用若干可行的方法从腐殖酸盐中萃取腐殖酸和富里酸。一种这样的方法涉及在高温下对粗褐煤、风化褐煤、腐殖煤、次烟煤和泥煤进行碱萃取。在这些处理之后，常见的做法是将腐殖素副产物作为废弃物丢弃，虽然腐殖素中存在有益的含碳成分。

历史上，与其它腐殖质洗脱份相比，对腐殖素的研究关注相对很少，原因可能在于腐殖素是高度不溶的化学难处理物质的事实。然而，腐殖素典型地占土壤中的有机碳的超过50％，并且占非岩化沉积物中的有机碳的超过70％。这与腐殖质物质在生物地球化学碳循环中的独特作用相结合，应该使得腐殖素成为有益物质的主要来源。

用于处理腐殖素的基本上所有已知技术都是实验室规模的并且实施起来繁琐。举例来说，用浓HF/HCl溶液处理含有有机碳和无机物质的腐殖素产物以溶解金属氧化物和铝硅酸盐，从而使有机物发生多种可能的改质，例如水解。在另一种技术中，使用氢氧化钠、通过多次连续萃取来处理腐殖素样品。在又另一种方法中，通过用NaOH/尿素(0.1M/6M)彻底萃取样品来分离腐殖素。透析去除尿素之后的萃取残余物随后进一步用DMSO和6％(v/v)H2SO4萃取。

本领域明确需要一种改进的商业上可行方法，用于将腐殖素分散或溶解在水中以产生抗腐殖素沉积的稳定分散液。提供能容易地用水复原的此类分散液的干燥形式也是有利的。

发明内容

本发明克服了上文所概述的问题，且提供高度分散于水中的新方法和腐殖素产物。一般来说，所述方法涉及形成包括腐殖素和氮源(例如尿素)的水性掺合物，其通常涉及将这些组分强烈混合且加热直到氮源分散为止。随后将混合物培育约8到720小时的相对较长时间，典型地在连续再循环和/或温和搅拌下进行，以产生具有所期望的水分散特性的最终氮已反应腐殖素。

尽管不希望被任何操作性理论束缚，但相信氮源与天然存在的腐殖素按照一系列复杂的组合化学反应发生反应，产生多种多样的氮已反应腐殖素物质。在任何情况下，最终水性产物在水中形成稳定分散液，也就是说，所述分散液在室温下抵抗氮已反应的腐殖素固体在至少约30天且更优选至少约90天的期间发生任何明显的沉降。液体分散液能够通过常规方式干燥，例如喷雾干燥，得到能够在水中复原的粉末状产物。

本发明的产物能够在多种情形下使用，包括以下：

●缓释肥料；

●土壤和水中的盐修复；

●宏量/微量养分用的复合剂，以确保肥料/水利用效率；

●沉积物用的侵蚀控制介质；

●切坡用的稳定介质；

●牧区火灾后土壤处理；

●烃溢流和污染土壤的生物修复；和

●保育容器生长培养基。

本发明的腐殖素产物的大部分而非全部用途涉及以一种方式或另一种方式使腐殖素产物与现有土壤接触。

具体实施方式