[发明专利]一种抗硬水腐植酸钾及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种抗硬水腐植酸钾及其制备方法和应用，属于腐植酸钾制备领域。本发明以褐煤为原料，通过添加引发剂将游离的棕腐酸、黄腐酸初步活化，添加卤化物与腐植酸进行亲电加成反应和氧化反应，生成具有抗硬水能力的小分子量腐植酸、脂肪链和羧酸类物质，添加亚硫酸盐进行亲核取代反应，通过引入磺基来提高腐植酸钾的抗硬水能力和水溶性，采用两步合成的方法，实现抗硬水腐植酸钾的制备。本发明提供的制备方法在生产过程中不涉及危险化学品和高危设备，安全无污染，易操作。本发明所述抗硬水腐植酸钾的黄腐酸含量在10％～30％之间，抗硬水能力极强，水溶性好，在农业化肥领域有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及腐植酸钾制备技术领域，尤其涉及一种抗硬水腐植酸钾及其制备方法和应用。

背景技术

腐植酸钾是以风化煤、泥炭和褐煤为原料经特殊工艺加工制成的一种具有多种功能的大分子有机弱酸钾盐，其结构比较复杂。已知腐植酸分子中含有苯环、稠环和某些杂环(如吡咯、呋喃、吲哚等)，各芳香环之间有桥键相连，芳香环上有各种功能基团，主要是羧基、酚基、羟基、甲氧基、醌基等。腐植酸钾为乌黑晶亮，带有金属光泽的颗粒，无毒无臭无腐蚀，易溶于水，溶水后呈黑色溶液，呈弱碱性，具有吸附、络合、离子交换等功能，主要用作于动物杀菌、抗菌、促进消化、降解重金属等。

目前，在腐植酸钾的制备生产过程中，均是将煤经人工氧化(如用空气、臭氧或硝酸处理)，形成再生腐植酸，再用酸处理，脱去部分矿物质，再用稀碱溶液萃取，萃取液加酸酸化。制得的腐植酸钾作为叶面肥滴灌时，遇到水中的钙、镁离子会絮凝，絮凝后的腐植酸钾呈现不溶解状态，会堵住管头或者喷头；另外，腐植酸钾的大分子结构使得植物很难吸收，这使得腐植酸钾在实际应用中带来了很大的困难。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗硬水腐植酸钾及其制备方法和应用。本发明以褐煤为原料、碳酸盐为引发剂，添加卤代物发生亲电加成反应和氧化反应、亚硫酸盐发生亲核取代反应，采用两步合成法，实现抗硬水腐植酸钾的制备。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种抗硬水腐植酸钾的制备方法，包括以下步骤：

将褐煤、水和引发剂混合后进行活化，得到活化产物，所述引发剂包括碳酸钾、硝酸钾和硫酸钾中的一种或多种；

将卤化剂与所述活化产物混合进行亲电加成反应和氧化反应，得到亲电加成反应和氧化反应产物；

将亚硫酸盐与所述亲电加成反应和氧化反应产物混合进行亲核取代反应，得到亲核取代反应产物；

将所述亲核取代反应产物依次进行沉淀和干燥，得到抗硬水腐植酸钾。

优选地，所述卤化剂与褐煤的质量比为0.1～0.3：1。

优选地，所述卤化剂包括次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸和溴水中的一种或多种。

优选地，所述亚硫酸盐与褐煤的质量比为0.3～0.6：1。

优选地，所述亚硫酸盐包括亚硫酸钾、亚硫酸铵和亚硫酸钠中的一种或多种。

优选地，所述褐煤、水与引发剂的质量比为1：5～10：0.03～0.05。

优选地，所述亲电加成反应的温度为70～95℃，时间为1～2h。

优选地，所述亲核取代反应的温度为70～95℃，时间为1～2h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的抗硬水腐植酸钾，所述抗硬水腐植酸钾呈片状，黄腐酸含量为10％～30％，pH值为9～11，水溶性＞99％。

本发明还提供了上述技术方案所述的抗硬水腐植酸钾在农业肥料领域中的应用。