CN110713395A - 一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法。用热空气将褐煤烘干至含水率15～25％，然后粉碎至30～100目，将褐煤粉和硝酸溶液按照1:0.4～1:0.7的质量比混合均匀，静置30～100min后得到所需产品。本发明采用干法工艺，不需要经过固液分离和干燥工序，流程短、设备投资少，硝酸和褐煤配比合理，所得产品中的黄腐酸含量高。单独施用本产品、或是添加到磷酸二铵或复合肥中，均可有效促进作物根系生长，提高根系活力，增强作物养分吸收，同时还可增强作物抗旱、抗逆性，提高肥料的氮、磷、钾利用率。

Description

一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法
技术领域
本发明属于黄腐酸类物质提取技术领域，具体是涉及一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法。
背景技术
腐植酸的主要成分为黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸。黄腐酸的分子量大小310～10100，棕腐酸的分子量大小2010～20200，黑腐酸的分子量大小1100～30200。黄腐酸是腐植酸中分子量最小，活性最大的组分，系腐植酸中的精华。黄腐酸的施用可促进植物生长，提高农作物的产量和品质，具体表现为：可增强作物体内多种生物酶的活性，刺激生理代谢；提高化肥利用率，促进作物对氮磷钾的吸收；促进作物根茎生长，增强作物抗逆性；改良土壤团粒结构，提高土壤空隙率。
黄腐酸是一种易溶于水及部分有机溶剂的黄灰色或灰褐色固体，易粉碎成粉末。黄腐酸在生命科学领域已经体现强大作用，尤其是在医药、兽药产业具有不可替代的功效。目前黄腐酸在现代农业、工业、医药、养殖等很多行业具有重要应用，市场前景好。黄腐酸组分官能团多、水溶性好、生化活性高、分子小，被世界众多专家认可，在传统行业具有更新换代的技术效果，在前沿领域为很多行业实现创新应用。
目前，黄腐酸的制备方法主要有提取法和电渗析法，其中，国内外关于提取法制备黄腐酸的报道有很多，常用的“提取法”包括：双氧水氧化法、强酸提取法、酸碱提取法和硝酸氧化法等。双氧水氧化法，是将双氧水和甲酸按照质量比配成混合溶液，然后与褐煤粉混合成煤浆混合物，在惰性气体保护下，利用超声波进行加热搅拌制备而成。该方法需要惰性气体保护，超声波辅助，投资较高，且黄腐酸收率较低。强酸提取法，是以褐煤为原料，加入浓硫酸、水，在常压下进行初始反应，然后加入氢氧化钠继续反应一段时间，调节pH值，离心分析、干燥，得到黄腐酸产品。该工艺虽然所得黄腐酸含量高，但是工艺流程长，工艺复杂，且所用原材料较多。酸碱提取法，是将低阶煤粉碎后，加入硝酸溶液，反应后离心分离，沉淀物加入碳酸钠反应，再加入氢氧化钠或氢氧化钾继续反应，离心去沉淀物，烘干即为成品。该方法使用的反应原料多，且工艺流程较长，能耗高，经济性差。硝酸氧化法，是将硝酸与无机矿物混合反应，再加入过量的硝酸活化，在活化后的酸解液中加入碱中和剩余的硝酸，蒸发浓缩、干燥，得到产品。该方法使用原料较多，流程长，能耗高，黄腐酸浓度低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种流程短、设备投资少的矿物源硝基黄腐酸的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。
一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法，其特征在于：用热空气将褐煤烘干至含水率15～25％，然后粉碎至30～100目，将褐煤粉和硝酸溶液按照1:0.4～1:0.7的质量比混合均匀，静置30～100min后得到所需的矿物源硝基黄腐酸。
所述的热空气的温度优选为120～150℃。
所述的褐煤粉碎粒度优选为50～80目。
所述的硝酸溶液的浓度优选为45％～60％。
所述的静置时间优选为50～80min。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用干法工艺，不需要经过固液分离和干燥工序，流程短、设备投资少，硝酸和褐煤配比合理，所得产品中的黄腐酸含量高。
2、所得产品添加到磷酸二铵或复合肥中，能显著提高农作物的生物量和产量，提高肥料的氮、磷、钾利用率。单独施用本产品，也能显著提高农作物产量，改善农作物品质和长势。
3、本发明所制备的矿物源硝基黄腐酸可有效促进作物根系生长，提高根系活力，增强作物养分吸收，同时还可增强作物抗旱、抗逆性，提高肥料利用率。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步地详细说明，但附图和实施例并不是对本发明技术方案的限定，所有基于本发明教导所做出的变化或等同替换均应属于本发明的保护范围。
实施例1
原料：褐煤，原煤含碳量为57.22％，总腐植酸大于45％，水分小于20％，灰分为21.94％，挥发分为20％。工业硝酸：浓度45％。煤酸质量比：1:0.5。
制备方法：用150℃热空气把新开采褐煤矿烘干至含水率15～25％，把烘干的褐煤块经过破碎机破碎，然后经过雷蒙磨粉碎机粉碎，褐煤粉粒度60目，筛分后的褐煤粉和硝酸溶液进行搅拌混合反应50min，获得产品。
检测结果：产品中黄腐酸含量12.6％，水分14.1％。
实施例2
原料：褐煤，原煤含碳量为55.34％，总腐植酸大于45％，水分小于20％，灰分为21.94％，挥发分为20％。工业硝酸：浓度50％。煤酸质量比：1:0.7。
制备方法：用120℃热空气把新开采褐煤矿烘干至含水率15～25％，把烘干的褐煤块经过破碎机破碎，然后经过雷蒙磨粉碎机粉碎，褐煤粉粒度为70目，筛分后的褐煤粉和硝酸溶液进行搅拌混合反应60min，获得产品。
检测结果：产品中黄腐酸含量14.2％，水分11.5％。
实施例3
原料：褐煤，原煤含碳量为60.80％，总腐植酸大于45％，水分小于20％，灰分为21.94％，挥发分为20％。工业硝酸：浓度53％。煤酸质量比：1:0.65。
制备方法：用130℃热空气把新开采褐煤矿烘干至含水率15～25％，把烘干的褐煤块经过破碎机破碎，然后经过雷蒙磨粉碎机粉碎，褐煤粉粒度为60目，筛分后的褐煤粉和硝酸溶液进行搅拌混合反应70min，获得产品。
检测结果：产品中黄腐酸含量13.5％，水分9.2％。
实施例4
原料：褐煤，原煤含碳量为52.80％，总腐植酸大于45％，水分小于20％，灰分为21.94％，挥发分为20％。工业硝酸：浓度58％。煤酸质量比：1:0.4。
制备方法：用140℃热空气把新开采褐煤矿烘干至含水率15～25％，把烘干的褐煤块经过破碎机破碎，然后经过雷蒙磨粉碎机粉碎，褐煤粉粒度为50目，筛分后的褐煤粉和硝酸溶液进行搅拌混合反应80min，获得产品。
检测结果：产品中黄腐酸含量10.5％，水分15.6％。
实施例5
原料：褐煤，原煤含碳量为58.21％，总腐植酸大于45％，水分小于20％，灰分为21.94％，挥发分为20％。工业硝酸：浓度56％。煤酸质量比：1:0.55。
制备方法：用140℃热空气把新开采褐煤矿烘干至含水率15～25％，把烘干的褐煤块经过破碎机破碎，然后经过雷蒙磨粉碎机粉碎，褐煤粉粒度为80目，筛分后的褐煤粉和硝酸溶液进行搅拌混合反应70min，获得产品。
检测结果：产品中黄腐酸含量13.8％，水分10.1％。
应用实施例1：
取实施例1-5所得到的硝基黄腐酸产品和常规施肥进行对照，在马铃薯上开展农化实验效果，对比产量、农艺性状、品质的差异，结果见表1-3。
表1马铃薯产量及增产数据
处理 平均亩产(kg/亩) 增产率(％)
实施例1 2315.5 12.1
实施例2 2304.9 11.6
实施例3 2188.3 5.9
实施例4 2235.9 8.2
实施例5 2411.5 16.7
CK 2065.7 —
表2马铃薯农艺性状数据
Figure BDA0002270471170000051
表3马铃薯品质数据
Figure BDA0002270471170000061
从表1可以看出，本发明的硝基黄腐酸产品施用到马铃薯后，亩产量要普遍比对照增加，增长率在5％～12％。
从表2可以看出，本发明的硝基黄腐酸产品施用到马铃薯后，分株数、株高、单株薯数、单株薯要明显优于对照，马铃薯长势较对照好。
从表3可以看出，本发明的硝基黄腐酸产品施用到马铃薯后，干物质、蛋白质、维生素、淀粉含量要明显优于对照，马铃薯品质得到提升。
应用实施例2：
将本发明的硝基黄腐酸产品添加到磷酸二铵中，与常规磷酸二铵对照，在玉米上开展农化实验，对比土壤理化性质、农艺性状、养分利用率和产量的差异，结果见表1-4。
处理1：常规磷酸二铵(总养分64％)
处理2：磷酸二铵+0.1％硝基黄腐酸
处理3：磷酸二铵+0.15％硝基黄腐酸
表4.硝基黄腐酸在玉米试验土壤理化性质分析
Figure BDA0002270471170000062
表5硝基黄腐酸在玉米试验农艺性状分析
Figure BDA0002270471170000071
表6硝基黄腐酸在玉米试验养分利用率分析
表7硝基黄腐酸在玉米试验产量分析
Figure BDA0002270471170000073
从表4可以看出，添加了本发明硝基黄腐酸产品的磷酸二铵施用到玉米种后，土壤中有机质、碱解氮、速效磷、速效钾要明显优于施用普通磷酸二铵。
从表5可以看出，添加了本发明硝基黄腐酸产品的磷酸二铵施用到玉米种后，株高、穗位高、茎粗、穗长指标均要明显优于施用普通磷酸二铵。
从表6可以看出，添加了本发明硝基黄腐酸产品的磷酸二铵施用到玉米种后，在氮磷钾养分的利用率上，要明显优于施用普通磷酸二铵。
从表7可以看出，添加了本发明硝基黄腐酸产品的磷酸二铵施用到玉米种后，在株高包实粒数、千粒重、鲜产量、生物产量上，要明显优于施用普通磷酸二铵。
从以上实验结果可以看出，本发明所制备的矿物源硝基黄腐酸用于农作物上，可以明显的提升作物的长势，提高农作物生物、经济产量，提高肥料的氮、磷、钾利用率。

Claims (5)

1.一种矿物源硝基黄腐酸的制备方法，其特征在于：用热空气将褐煤烘干至含水率15～25％，然后粉碎至30～100目，将褐煤粉和硝酸溶液按照1:0.4～1:0.7的质量比混合均匀，静置30～100min后得到所需的矿物源硝基黄腐酸。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的热空气的温度为120～150℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的褐煤粉碎粒度为50～80目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的硝酸溶液的浓度为45％～60％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的静置时间为50～80min。
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