一種植物體制漿并聯產有機肥的方法技術

本發明專利技術涉及一種利用化學制漿新工藝聯產含鉀有機肥源的方法。新工藝堿法制漿黑液中鉀含量最高，不含硫化物、蒽醌等物質，同時含有腐殖酸、木質素等有助于提高土壤理化性質的有機物，大量植物栽培的試驗結果表明，新工藝制漿黑液調整pH后可直接或提取木質素后或濃縮為固態后均可作為含鉀有機肥或有機無機復合肥料使用，效果顯著。試驗表明適宜用量的新工藝制漿黑液對植物生長無副作用，且有利于植物生長，肥效不亞于無機鉀肥，同時還有具有釋磷節肥效果。該新工藝制漿黑液可單獨施加，還可與無機肥配合施用，或與風化煤、纖維等復合施用。本發明專利技術提供了一種制漿液綠色利用的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及ー種利用化學制漿新エ藝聯產含鉀有機肥源的方法，屬于植物體全價開發及三廢資源化利用的領域。
技術介紹
造紙エ業是世界上六大污染エ業之一。目前，我國造紙行業毎年排放廢水量達40億噸，占全國エ業廢水排放量的1/6 ;排放廢水中有機污染物(以BOD計)達170萬噸，約 占全國エ業廢水中有機污染物總量的1/4 ；C0D為287. 7萬噸，約占全國COD排放量的1/2。堿法制漿廢液的污染負荷約占制漿造紙生產線生產廢水總污染負荷的90%。黑液是造紙エ業最大的污染源，對黑液處理行業認可方法是濃縮、焚燒、堿回收，該方法不但設備投資大，流程長，物耗能耗高，日常運行費用高，而且將木質素等寶貴的有機質白白焚燒，產生大量的廢氣、廢渣、廢水，造成二次污染。該方法還必須具備萬噸以上生產規模才能平衡成本，許多中小規模造紙廠直接排放黑液，造成嚴重的環境污染和生態破壞，導致國家出臺政策大量關閉I. 7萬噸以下的環境不達標的原漿生產企業，大大減少了生物質的利用途徑，造成植物秸桿等寶貴生物資源的浪費，同時加劇了制漿エ藝的緊張和對外進ロ的依賴性。采用直接生化處理、電滲析法、超濾膜法、流化床堿回收法等黑液處理技術因成本或效果等問題都還不能徹底解決制漿黑液的污染問題。綜上所述，清潔制漿エ藝的研發，制漿殘余液的綜合利用是解決生物質高效循環利用，緩解纖維原料供應不足、成本偏聞的關鍵。近年來，隨著無機化肥的施用量逐年増加，帶來了一系列的問題，加重了水和大氣污染，導致了土壌有機質含量降低、板結、保水保肥能力下降等。目前當季作物對肥料的利用率只有20%左右。鉀是植物必需的大量元素，我國的鉀肥產量只占世界總產量的8%，但消耗量占18%。南方土壤100%缺鉀，北方土壤65%缺鉀。鉀易通過水體大量流失，植物體中的鉀未能很好循環利用，鉀礦資源的嚴重不足，不得不大量進ロ，我國鉀資源短缺情況嚴峻，必須高度重視稀缺有限的鉀資源的合理和充分的循環利用。據估算全國農作物副產的秸桿每年約有7億噸左右，農作物秸桿中含有豐富的氮、磷、鉀及微量元素等成分，其中以鉀元素含量最高，是ー種具有開發價值與綜合利用的鉀資源補充。植物秸桿制漿黑液中溶解了植物體中絕大部分鉀元素，如能大幅降低氫氧化鉀或氫氧化鈉用量，不使用硫化堿、亞硫酸鹽、蒽醌等有害物質制漿，即能大幅收率，大大降低消耗，紙漿的品質能夠保證，我們開發的制漿新エ藝正是取得了這樣的突破，使黑液的高附加值、多渠道利用在經濟和技術層面具有了可行性，顯然，利用新エ藝黑液開發改造含鉀的復合肥料最具有經濟、社會、環保效益，符合節省資源、循環經濟和可持續性發展要求，不僅可實現植物體全價開發利用，同時可以使植物體中的絕大部分鉀和制漿使用的鉀成為富鉀資源，如果能通過生物栽培試驗全面系統的評價制漿黑液作為有機肥源的使用效果，肯定其對植物的安全性及對品質的影響與提升，篩選出經濟有效的最佳用量和系列優選配方，將對于促進有機農業，生態產業的發展，緩解鉀資源不足，實現鉀資源循環利用具有極重要的社會、經濟、環保效益。制漿黑液作為肥料研究由來已久。在公開號為CN86104368A，CN1167853A，CN1206761A, CN1537830A等專利中也提出了制漿黑液生產肥料的技術方案和方法，但由于普通的制漿黑液中含有大量的鈉離子、硫化物、蒽醌等對植物生長不利的物質，過量施用造成土壤鹽堿化，造成土壌板結，酸中和成本高，氣味大，所以到目前為止未見作為肥料大面積推廣；在現有制漿エ藝中，直接用氫氧化鉀代替氫氧化鈉制漿雖可解決上述問題，但由于氫氧化鉀價格高、使用量太大，很難過成本關，至今未見推廣。本專利技術者在專利CN101748633A和CN101899794A中專利技術了可顯著減少堿用量，大幅提高纖維提取率，提升漿料品質的制漿新エ藝，這ー技術的重大突破使得用氫氧化鉀替 代氫!氧化納，避免使用硫化納、恩醒等有韋物質，大大減少制楽·原料和成本，提聞綜合效益成為可能。新エ藝能使纖維的提取率達到75%左右，以竹子為原料的纖維提余液組分分析大致結果如下氫氧化鉀法制漿黑液(固含量為31%)中全鉀(以K2O計)含量達到9%以上(約占固體物的29% );氫氧化鈉法制漿黑液(固含量為24% )中全鉀(以K2O計)含量也超過I. 4% (約占固體物的5% )，竹子對鉀法黑液中鉀的貢獻為15%左右。其他各種植物秸桿鉀含量在1%以上，每提取一噸漿后的黑液中植物對鉀貢獻的經濟價值至少在200元以上。同吋，由于新エ藝中避免添加硫化物、蒽醌等這些對植物生長有害的物質，減少了濃堿和高溫對植株有效成分的破壞，制漿黑液中更有效的保留了植物所需的各種營養成分，所以制漿黑液可開發為很有價值的富鉀肥源，生產有機無機復合肥等，特別是其中的木質素、半纖維素、腐殖酸等有機物質有利于土壤膠體結構的形成，起到保水保肥的作用，有一定的協助植物吸收磷及其他養分的效果，起到了土壤養分增效、促釋作用，進ー步提高土壤的有機質含量，有利于農業生產的可持續發展。溫室盆栽及田間小區試驗肯定了新エ藝制漿黑液作為鉀肥的可行性和良好肥效。
技術實現思路
本專利技術利用新エ藝制漿黑液，特別是鉀法制漿黑液通過玉米、水稻、小麥、蔬菜的盆栽或田間肥效試驗證明其肥效優于無機鉀肥，無論單獨使用還是復配使用，都效果明顯，同時還有改善土壌、緩釋長效、提高蔬菜品質的效果。可以開發為效果明顯、肥效全面的有機鉀肥或各種有機無機復合肥，這種富含鉀、腐殖酸、木質素及微量元素液體或濃縮固體物不僅可以單獨作為有機鉀肥使用，還可以配合農業噴灌及滴灌技術進行灌溉及施肥，發展蘆葦制漿等濕地產業，更合理利用水源、肥源和生物質資源；還可以與氮肥、磷肥等組合開發為各種有機無機復合肥或各種專用肥；可進ー步與風化煤、褐煤，制成具有特殊功能的肥料。本專利專利技術為造紙制漿黑液的治理及鉀資源的循環利用提供了一條嶄新的途徑，它生產エ藝簡單、處理成本低、無二次污染，具有顯著經濟、環保和社會效益。利用這ー技術不僅可以實現農業廢棄物秸桿及盛產南方各地的竹子等的開發利用，還可以大量獲得有機肥和化工原料來源，不但可解決黑液污染，還將大大延伸、提升植物體清潔及全價開發的產業鏈價值，生態、經濟和社會效益極其顯著。具體實施方式本專利技術可用下文具體實施例作進ー步的說明。新エ藝制漿黑液由北京英カ和泓新材料技術有限公司涿州中試基地提供，植物纖維原料為重慶楠竹。其制漿流程和反應條件在專利文獻CN101748633A和CN101899794A已述及。將上述制漿黑液濃縮至固含量20% -30%，用硫酸調節pH值為6-7，攪拌均勻。實施實例I 將上述方法制成的肥料単獨使用。玉米盆栽試驗表明在適宜施用量(50mgN/kg土)肥效顯著，與不施肥對照CKtl相比，鉀法制漿黑液和鈉法制漿黑液處理玉米生物量増幅均大于50%。表I制漿黑液玉米苗期生物量的影響本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本專利技術涉及利用農作物秸稈、竹子、蘆葦等植物體低物耗、能耗、高得率、高品質獲得本色漿并聯產富鉀黑液作為優質肥源，生產各種有機或有機無機復合肥的方法。

【技術特征摘要】
1.本發明涉及利用農作物秸桿、竹子、蘆葦等植物體低物耗、能耗、高得率、高品質獲得本色漿并聯產富鉀黑液作為優質肥源，生產各種有機或有機無機復合肥的方法。2.根據權利要求I所用的制漿方法為堿法制漿，可選用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀和石灰等，其制漿液可用酸中和后提取或不提取木質素、濃縮或不濃縮、単獨或復合作為肥料使用，其中以氫氧化鉀制漿液最具富鉀肥源的潛力。3.根據權利要求2所述的制漿液的中和酸，可以采用C02、H3PO4,HN03、H2S04、HCl、腐殖酸、檸檬酸、纖維磺酸及其他有機酸等，以H2SO4和富含腐殖酸的各種原料中和后用作復合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹應武，王正銀，孫瑞，張玲燕，萬鵬，張雙艷，樊媛婷，張玉娟，陳怡，李會江，李遠蓉，
申請(專利權)人：西南大學，北京英力生科新材料技術有限公司，
類型：發明
國別省市：