_腐植酸类肥料生产综述.pdf

闫宏刚 ,曲启恒 ,范英霞

(南风化工集团股份有限公司技术中心 ,山西运城  044000)

　　 [关键词 ] 腐植酸类肥料 ;生产方法综述;农业应用前景 [摘 要 ] 阐述腐植酸的性质及种类 ;介绍腐植酸铵、腐植酸钾 (钠 )、硝基腐植酸、腐植酸复混肥、腐植酸液肥、腐

植酸类药肥的生产方法 ;最后论述腐植酸类肥料在农业上的应用效果及其开发前景。

[中图分类号 ] T Q 444. 6　　 [文献标识码 ] A　　 [文章编号 ] 1007  6220( 2005) 02  0051  03

Review on the production of fertilizer based on humic acid

根据腐植酸在不同溶剂中的溶解及其颜色、属 性 ,腐植酸可分离出 3个组分 ,将其溶于碱、酸和水 而呈黄色溶液部分称为黄腐酸 (又称富里酸 ); 将可 溶于碱或乙醇而不溶于水 ,不溶于酸 ,呈棕色溶液部 分称为棕腐酸 (或称草木樨酸 ); 将仅溶于碱溶液 ,而 不溶于酸或乙醇、丙醇而呈黑色溶液部分 ,称为黑腐 酸。 通常又把黑腐酸和棕腐酸二者称为胡敏酸。 它 虽不溶于水 , 但可与碱发生中和反应 , 与钠、钾等 1 价碱金属离子作用 ,生成水溶性腐植酸盐。

2 腐植酸的种类

腐植酸按其形成和来源可分为 3类。

2· 1 原生腐植酸

原生腐植酸 ,也称天然腐植酸。土壤中这种腐植 酸一般不多。 肥沃土壤中 ,含量也不过百分之几 ,泥 炭中腐植酸含量较多 ,约 10% ～ 50% 。褐煤由于成煤 过程的差异 ,腐植酸含量变化很大 ,在 1% ～ 80% 。

2· 2 再生腐植酸

经过自然风化或人工氧化方法所生成的腐植 酸 ,叫再生腐植酸。在煤矿区 ,化验露头风化煤 ,可以 发现煤中腐植酸含量从表层向煤层深处逐渐减少 , 甚至在较深的煤层中 ,腐植酸含量等于零。由于这种 腐植酸不是天然物质化学组成中所固有的 ,所以叫 再生腐植酸 ,含量约 5% ～ 60% 。这种再生腐植酸与

泥炭、褐煤中的原生腐植酸不同 ,它常与钙镁铁铝等 形成不溶性的腐植酸钙、镁、铁、铝等 ,或络合物。

2· 3 合成腐植酸

也称人造腐植酸。 它是从非煤类物质中用人工 方法制取 ,其结构和性质与再生腐植酸相似。例如蔗 糖与铵盐起反应所得的碱可溶物就是合成腐植酸的 一种。现在也有许多造纸厂、酒厂、糖厂等 ,利用废液 中所含的合成腐植酸制成液体腐植酸肥料。

3 腐植酸肥的生产方法

3· 1 腐植酸铵

腐植酸铵是用氨水或碳酸氢铵处理泥炭、褐煤、 风化煤制成的肥料 , 其养分含量以干基计: w ( HA水溶 )≥ 25% , w ( N)≥ 3% , w ( H2 O )≤ 35% 。

(1) 直接氨化法 原料中腐植酸含量 (质量分

数,下同 )> 40% ,铁钙镁含量 < 2% ,水分≤ 30% 时 ,

原料风干粉碎后过 0. 27 mm 孔径的筛子 ,加氨量为

吸氨量的 100% 为好 ,一般用 7% ～ 10% 氨水 ( N H3·

H2 O )与原料质量比保持 1∶ 2。 氨化时温度以 80～

90℃为宜。 因氨化反应速度很慢 ,需密封 ,熟化时间 随温度高低而有差异 ,一般气温需 5～ 7天 ,夏季 3 天 ,冬季 15天左右。

[收稿日期 ] 2004 08 04;   [修回日期 ] 2004 09 20 [作者简介 ] 闫宏刚 ( 19 ) ,男 ,山西运城人 ,工程师。

或 0. 5～ 0. 75 kg 碳酸氢铵 ,在复分解反应过程中脱 钙后 ,游离腐植酸与氨结合 ,生成腐植酸铵肥料。

( 3) 酸析氨化法 原料中含钙镁 5% 以上 ,加 35% 盐酸进行酸化 ,难溶的腐植酸钙镁盐变成可溶 性盐类洗去 ,使腐植酸游离出来与氨结合成为腐植 酸铵。 一般 m (煤 )∶m (酸 )= 1∶ ( 0. 2～ 0. 3)。 酸化 后 ,水洗 3～ 4次即可。

3· 2 腐植酸钠 (钾 )

腐植酸钠 (钾 )肥是泥炭、褐煤、风化煤粉加氢氧 化钠 (钾 )和水加热制成。腐植酸结构中的羟基、酚羟 基等酸性官能团与氢氧化钠 (钾 )反应生成的腐植酸 盐类化学反应式为:

腐植酸钠 (钾 )是黑色有光泽的颗粒或粉末状 , 溶于水 ,微碱性。 腐植酸钠成分符合 w ( HA)≥ 40% ( 55% , 70% ) , pH值 8～ 11, w ( H2 O )≤ 25% ( 20% , 10% );腐植酸钾成分符合 w ( HA)≥ 45% , w ( K2 O) 8% ～ 9% , pH值 9～ 10, w ( H2 O)≤ 15% 。

其生产方法: 原料加水 ( 1∶ 10的质量比 )进行 湿法球磨成煤浆 ,输入配料槽 ,加入氢氧化钠 (钾 )溶

液 ( 0. 5% ～ 1. 0% ) ,控制反应槽内 pH值 11左右 ,温

度控制 85～ 90℃ ,搅拌反应 40 min,输入沉淀池 ,沉 淀过滤 ,滤液浓缩 , 干燥 , 粉碎即为成品腐植酸钠 (钾 )肥。 生产流程见图 1。

3· 3 硝基腐植酸

硝基腐植酸是由褐煤、风化煤经氧化、分解 而成的再生腐植酸。硝基腐植酸肥为黑色或棕色 ,呈 酸性 , 其产品质量: 腐植酸 (干基 ) w ( HA) 75% ～ 80% , w (灰分 ) < 10% ,全氮 (干基 ) w ( N全 )> 3. 5% , w ( H2 O) < 10% , pH值 3. 0～ 3. 5。

其生产方法:  w ( HNO3 ) 15% ～ 20% ,酸煤

质量比 3∶ 1,反应温度 80℃ ,反应时间 2. 5 h,洗涤水 用量是煤的 3倍 ,硝基腐植酸用 300℃烟道气进行气 流干燥 ,时间 3～ 4 s。 生产流程见图 2。

3· 4 黄腐酸

黄腐酸为黑色粉末状 ,溶于水 ,呈酸性 ,在自然 环境中稳定 , w ( H2 O) < 10% , w (黄腐酸 ) > 80% , p H值 2. 5左右 ,是植物生长调节剂。 国内外黄腐酸 主要从煤炭中提取 ,一般有离子交换法、硫酸 丙酮 法。 近 10年来我国在全世界首创利用秸秆、木屑等 农林废弃物通过微生物发酵的手段生产黄腐酸 ,这 对整个腐植酸产业是一场。

( 1) 离子交换法 先将软化水和再生离子交 换树脂注入反应罐 ,再加入粒径 0. 16 mm 以下的风 化煤粉 ,使水∶树脂∶煤粉为 5∶ 3∶ 1(质量比 ) ,反 应后沉淀 ,上层清液经离心、浓缩、干燥 ,可得黄腐酸 成品。

( 2) 硫酸丙酮法 取粒径 0. 27～ 0. 4 mm 的

原料和含水 10% ～ 20% 的丙酮 ,按一定比例加入反 应罐 ,经搅拌使之悬浮 ,再加入硫酸 ,反应完毕后 ,将 物料倒入沉淀池 ,自然沉降 8h,上层清液输入蒸发 器中 ,去除大部分溶液 ,浓缩,烘干 ,可得黄腐酸成品。