[发明专利]一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料，由核芯肥和缓释包膜材料组成，核芯肥由油页岩半焦炭化物A、尿素、过磷酸钙、硫酸钾、黄腐酸钾和凹凸棒粉和水a组成；缓释包膜材料由油页岩半焦炭化物B、水b和羧甲基纤维素钠组成。还提供了制备方法，油页岩半焦粉末用盐酸、氢氟酸处理后，经氮气下煅烧，得油页岩半焦炭化物A、B，将尿素、过磷酸钙、硫酸钾、黄腐酸钾、凹凸棒粉和油页岩半焦炭化物A喷水a造粒，得核芯肥；将油页岩半焦炭化物B和羧甲基纤维素钠加水b混匀调pH，得缓释包膜材料，喷到核芯肥表面而成。本发明以油页岩半焦为载体，补充土壤和作物养分所需，肥料无害安全，比表面积大，增强对养分吸附力，达到缓释效果。

技术领域

本发明属于缓、控释肥料技术领域，具体涉及一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料及其制备方法。

背景技术

油页岩干馏炼油后形成的固体残渣即油页岩半焦，因其灰分含量高，二次利用率较低，常被露天堆放废弃。这不仅占用大量土地，而且由于其本身含有如水溶性苯酚、硫化物硫、多环芳香烃、微量重金属元素等一些有毒、有害物质，长期堆弃将严重污染周围水源、破坏生物和土壤生产能力，最终危害人民生活健康。因此，在当今对环保问题如此重视的情况下，如何实现油页岩半焦高值利用已成为影响油页岩大规模开发利用的关键问题。

包膜法是制备缓/控释肥所采用的主要方法，包膜类型不同，养分释放机理也不同。目前的包膜材料主要有：无机包膜材料，例如硫磺、钙镁磷肥、磷石膏、高岭土等，存在膜弹性差、易脆，养分控制释放性能不稳定等缺点；有机包膜材料，例如脲甲醛树脂、聚酯、聚乙烯醇磷酸脲、聚丙烯、淀粉、面粉、纤维及其衍生物等，存在成本高，不易降解，对环境污染较大等缺点。

目前世界各国针对油页岩固废的再利用主要涉及制备水泥、吸收剂、水玻璃、微晶材料及中和土壤酸性的改良剂等。然而，利用油页岩半焦作为制备缓/控释肥的优良包膜材料仍未见报道。同时，油页岩半焦含有丰富的作物所必需大量和微量元素，具备肥料特性，克服了硫磺和树脂等常规包膜材料进入土壤后难降解，存在环境污染等缺点。油页岩半焦物质中半焦有机碳含量中等，含有氮、磷和钾等植物生长所需大量元素，以及如铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镁、钙和硫等一些微量元素。除此以外，油页岩半焦中Pb、Cd、As、Ni等重金属离子含量均远低于国家土壤环境质量二级标准值(土壤环境质量标准GB15618-2008)，做成肥料后对农业用地污染风险较低。然而，未经活化的油页岩半焦比表面积较小，吸附性能较低，其组成主要以二氧化硅和三氧化二铝等氧化物成分为主，需进一步对其改性，并添加一定量的复配材料，以最大限度提高其作为肥料原料及包膜材料的商品性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料及其制备方法，该改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料使用油页岩半焦为载体，能够补充土壤和作物养分所需，经过活化、炭化、包裹制备成改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料，可确保肥料应用中无害性和安全性，同时形成具有较大比表面积的碳结构，增强油页岩半焦对养分的吸附性能，达到减缓肥料释放速率的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料，由以下质量分数的原料制成：核芯肥90％～94％、余量为缓释包膜材料；

所述核芯肥由以下重量份的原料制成：油页岩半焦炭化物A 60份～80份、尿素15份～25份、过磷酸钙10份～15份、硫酸钾5份～10份、黄腐酸钾2份～5份、凹凸棒粉1份～2份、水a 10份～30份；

所述缓释包膜材料由以下质量分数的原料制成：油页岩半焦炭化物B 40％～50％，水b 25％～30％，余量为羧甲基纤维素钠。

本发明还提供了一种制备上述的改性油页岩半焦包膜缓、控释肥料的方法，该方法为：

S1、将油页岩半焦块状固体粉碎、过筛、干燥，得到油页岩半焦粉末；