一种腐殖酸的制作工艺、该工艺制作的含腐殖酸的基肥和肥料的制作方法

1.本发明涉及腐殖酸提取技术领域，具体而言，涉及一种腐殖酸的制作工艺、该工艺制作的含腐殖酸的基肥和肥料。


背景技术：

2.腐殖酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质，用于农业、林业、畜牧业、石油、化工、建材、医药卫生以及环保等多个领域。当其与氮、磷、钾等元素结合时，能够制成肥效较好的腐殖酸类肥料，不仅生物相容性较好，而且具有改良土壤、刺激作物生长以及改善农产品品质的功效，使用价值较好。但是，现有的腐殖酸通常经大量的碱液提取后制得，鉴于碱液通常不能提取腐殖酸原料中的总腐殖酸，因此，碱液对腐殖酸的提取效率较低，且原料的利用率较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，其能够以一种简单、便捷且条件温和的方式提取原料中的腐殖酸，并可较为完全地将原料中的总腐殖酸提取出来，提取效率较高，且原料的利用率较高。同时，制得的产品可以直接作为一种含磷及腐殖酸的肥料使用。
4.本发明的另一目的在于提供一种含腐殖酸的基肥，其能够直接作为含磷和腐殖酸的肥料进行施用，肥效较好。
5.本发明的另一目的在于提供一种含腐殖酸的肥料，其能够根据作物的生长需求与其他类型的肥料混施使用，方便快捷。
6.本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
7.一方面，本发明提出一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：将多聚磷酸盐、腐殖酸原料以及水混合，并在温度25℃
‑
100℃下反应0.5h
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3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。
8.另一方面，本发明提出一种含腐殖酸的基肥，主要通过前述腐殖酸的制作工艺制作而得产品。
9.另一方面，本发明提出一种含腐殖酸的肥料，主要通过如下步骤制备，将前述腐殖酸的制作工艺制作得的产品与氮、磷、钾以及微、中量元素中的一种或多种配合制成肥料。
10.本发明实施例的腐殖酸的制作工艺、该工艺制作的含腐殖酸的基肥和肥料至少具有以下有益效果：
11.本发明提供一种腐殖酸的制作工艺，主要包括以下步骤：将多聚磷酸盐、腐殖酸原料以及水混合，并在温度25℃
‑
100℃下反应0.5h
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3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。具体地，该制作工艺以多聚磷酸盐和腐殖酸原料作为主要原料提取腐殖酸，替代以大量碱从风化煤等原料中提取腐殖酸的传统制作工艺，不仅提取效率得到有效地提升，而且还
减少了废渣、酸碱废液以及其他有害物质的产生，经济效益更好，制作成本更低，效果更好。另外，该制作过程能够通过简单的混合反应提取风化煤、褐煤、泥炭和/或硝基腐殖酸中的腐殖酸，如此，其能够简化传统的腐殖酸制作工艺，使得腐殖酸的提取难度降低，同时，有效降低制作成本，适合大规模生产制备。此外，与传统的制作工艺相比，本发明提出的制作工艺能够在ph约为6.0
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9.0的条件下进行，改善了碱液提取方法造成的腐殖酸品质不佳或提取效率不好的情况，实用价值和使用价值更强。综上，本发明通过引入多聚磷酸盐，使得腐殖酸能够在较为温和的条件下达到较高的提取效果，而且提取后的腐殖酸中杂质含量较少，且腐殖酸的组成以及性质基本不发生变化，效果较好。
12.另外，本发明提出一种含腐殖酸的基肥，主要通过前述制作工艺制作而得的产品。由于制作原料中富含磷，因此，产品中富含磷元素，由此，该产品能够直接作为含磷和腐殖酸的肥料进行施用，肥效较好。而且，当多聚磷酸盐的金属阳离子不同时，产品中还会富含钠、钾等其他营养元素，施用价值较高。
13.另外，本发明提出一种含腐殖酸的肥料，主要通过以下步骤制备，将前述制作工艺制作的产品与含氮物质、含磷物质、含钾物质、含微量元素物质以及含中量元素物质中的一种或多种配合制成肥料。该肥料不仅能够根据作物的需求与其他类型的肥料混合施用，满足作物的生长需要，而且方便快捷，制作成本较低，性价比较高。该种肥料可为液态肥料，亦可为固态肥料，产品形式具有多样性。其中，液态肥料适用于叶面喷施肥、雾培、滴灌施以及淋施等多种施用方式，适用性较强。而固态肥料的流动性较弱，能够施用于土壤中，不仅能够改善土壤的性质，还能有效提升作物的产量。
具体实施方式
14.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
15.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
16.本发明提供一种腐殖酸的制作工艺，主要包括以下步骤：将多聚磷酸盐、腐殖酸原料以及水混合，并在温度25℃
‑
100℃下反应0.5h
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3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。
17.具体地，该制作工艺通过引入多聚磷酸盐，并使得多聚磷酸盐能够在一定温度的条件下与腐殖酸原料发生反应，将腐殖酸原料中的结合态腐殖酸转变为易溶于水介质的腐殖酸盐，此时，腐殖酸原料中的难溶物质能够通过固液分离的方式去除，例如木质素以及胶质物质等非腐殖酸物质，从而保证腐殖酸的组成和性质不受到影响和变化，腐殖酸的品位较高。另外，当多聚磷酸盐中的金属离子与结合态腐殖酸结合形成腐殖酸盐时，剩余部分为固体有机物质，其能作为有机复合肥的原料被重复使用，以此达到废渣再利用，与提出的绿色环保理念以及可持续发展倡议贴合，适合推广生产。
18.而且，该制作工艺以添加多聚磷酸盐的方式，替代以大量碱液提取腐殖酸的传统制作工艺，由此，该制作过程中不会产生大量的酸碱废液，降低废液回收成本的同时，还能
提升该制作工艺的安全性以及环保性，实用价值更高。在此需要注意的是，传统的提取工艺中，需要先用大量的碱液将结合态腐殖酸络合形成腐殖酸盐，然后再通过加酸的方式使得其中的腐殖酸盐析出，从而达到提取的目的。在碱液提取的过程中，鉴于碱液通常无法将原料中的总腐殖酸完全提取，因此，提取效率不高的同时，原料的利用率较低，性价比较低。除此之外，此反应过程(碱液提取以及酸析出的过程)将会产生大量的碱性以及酸性废液，不仅安全性较低，而且与绿色生产以及可持续发展的理念相背离，效果不好。缘于此，本发明通过添加多聚磷酸盐的方式将原料中的结合态腐殖酸转化为水溶性的腐殖酸盐，提取效率大大提高，使用价值较高。而且，多聚磷酸盐的引入不仅能够使得剩余有机固体能够再次被作为肥料使用，还能够有效避免产生碱性以及酸性废液，实施价值较高。在此需要注意的是，酸性和/或碱性废液在保存、转移以及排放时均存在较大的威胁，安全性较差，由此可见，本发明提出的制作工艺具有显著的优势。
19.除此之外，与传统的提取工艺相较，本发明提出的制作工艺能够以简单、便捷且快速的方式制备出水溶性腐殖酸。详细地，当多聚磷酸盐与腐殖酸原料混合，并在一定温度(25℃
‑
100℃)下搅拌、反应后，能够一步生成可直接使用的含腐殖酸的水溶性物质，且反应后得到的液态产品的ph值约为6
‑
7，以此达到简化工艺流程的效果。如此，以本发明提出的制作工艺制作的产品能够直接作为肥料或水溶肥基肥使用，有效节约腐殖酸的时间制作成本，降低碱液等原料的成本投入，实用性更好。另外，在此过程中，能够有效解决碱液浓度造成的提取效率不高或腐殖酸品质不佳的问题，例如，当碱液浓度较低时，碱液无法充分地将结合态腐殖酸转化为腐殖酸盐，提取效率较低，而当碱液浓度较高时，反应后剩余的碱液将影响腐殖酸的组成和性质，从而对腐殖酸的品质造成影响。因此，本发明提出的制作工艺能够有效解决这一问题，并使得制得的水溶性腐殖酸品质较好，杂质较少(几乎无非腐殖酸物质的夹带现象发生)，制作效果较好。
20.本发明中，多聚磷酸盐与腐殖酸原料能够在60℃
‑
90℃的条件下反应1h
‑
2h，以此制得产物，且提取效果较好。可见，该反应条件的最高温度亦较低。在该温度条件下，温度提供的能量能够为充分满足多聚磷酸盐与腐殖酸原料间反应所需的能量，反应过程较为温和(而非反应剧烈)和可控，使得生产制得液态产品的品质较为均一且上乘。而且，在较低温度下即可发生反应，也可知该反应的自发性较好，制作的难度较低，可行性较强。另外，由于反应条件较为温和，且最高温度较低，因此，该制作工艺所需耗费的能源较低，从而能够进一步降低制作成本，使得液态产品或固态产品的性价比较高。
21.在此需要注意的是，当多聚磷酸盐的添加量较为充足时，在60℃
‑
90℃的反应温度下，以游离腐殖酸含量计算的提取率可达100％，以总腐殖酸含量计算的提取率可达80％以上，符合腐殖酸的生产需求，能够满足经济利益最大化的需求。而当多聚磷酸盐的添加量较少时，可以将多聚磷酸盐与无机碱液配合使用，此时，可以控制制得的液态产品的酸碱度(ph值)在6
‑
9之间，提取效率提高的同时，亦可满足作物的施用条件。而且，多聚磷酸盐与无机碱的配合使用，能够使得腐殖酸的提取效率进一步提高，在60℃
‑
90℃的反应温度下，按游离腐殖酸含量计算的提取率可达100％以上，按总腐殖酸含量计算的提取率亦可达95％以上。另外，无机碱的添加能够使得反应过程的温度进一步降低，使得该反应能够在常温(25℃)常压(0.1mpa)条件下进行。如此，生产者能够根据实际需求和生产条件选择更为合适的制作工艺，适用性更强。本发明中，当碱与多聚磷酸盐配合使用时，碱的使用量大大降
低(与传统的腐殖酸提取工艺相比)，亦可达到节能减排、安全环保的效果，使用价值较高。
22.本发明中，还可将液态产品经过干燥后制得固态产品，以此增加产品的适用性和多样性，不仅符合使用需求，还能满足消费者的不同选择，效果更好。其中，干燥的方式可为多种，如烘干、冻干或通过填充干燥剂等，此处不做具体限定。
23.本发明中，该制作工艺以一种简单的混合、搅拌以及升温(可常温下反应)的方式将腐殖酸从腐殖酸原料中提取出来，操作难度大大降低的同时，便捷性以及安全性亦增强，且提取效率较高。由此，本发明提出的引入多聚磷酸盐提取腐殖酸的方式能够在保证提取效率不降低的条件下，节能减排的效果较好，时间成本和能源消耗成本降低，性价比较高。
24.本发明中，多聚磷酸盐为1
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10重量份，水为50
‑
100重量份，且腐殖酸原料为5
‑
15重量份。在此配比条件下，多聚磷酸盐能够将腐殖酸原料中的结合态腐殖酸充分转化为腐殖酸盐，然后使得总腐殖酸盐以及游离腐殖酸能够被充分提取出来，提取效率较高。当多聚磷酸盐的添加比例较低时，腐殖酸的提取效率达不到预期效果。而当多聚磷酸盐的添加比例较高时，多聚磷酸盐不能充分反应，易出现原料过剩的情况，此时，成本相对较高的同时，提取效率不会相对增加，实用性较差。另外，在此还需注意的是，本发明中，多聚磷酸盐与腐殖酸原料间的反应在水介质中进行，水能够使得多聚磷酸盐发生电离反应，并电离成多聚磷酸根和金属离子，此时，金属离子的熵值显著增大，能够与结合态的腐殖酸分子充分碰撞反应，以此达到形成水溶性腐殖酸的目的，提取效果较好。而且，升高温度，除了能够为反应过程提供所需的能量之外，还能增大反应体系的混乱度，从而提升腐殖酸的提取效率，达到预期效果。在此还需注意的是，当多聚磷酸盐的添加比例较低时，可在反应体系中添加0.1
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1.5重量份的无机碱，达到预期效果。
25.本发明中，多聚磷酸盐可选用多聚磷酸钠、多聚磷酸铵以及多聚磷酸钾中的一种或多种，以此使得腐殖酸原料中的分子能够与多聚磷酸盐碰撞反应，提升提取效率。鉴于钠离子、钾离子以及铵离子的活性较高，极易失去电子，因此，本发明中选用多聚磷酸钠、多聚磷酸铵以及多聚磷酸钾作为反应原料，增强反应的自发性，并能使得反应可控，效果更好。在此需要注意的是，多聚磷酸盐包括但不仅限于多聚磷酸钠、多聚磷酸铵以及多聚磷酸钾，还可选用其他多聚磷酸盐，亦可达到预期效果。在此需要说明的是，为使得制作过程中，提取的腐殖酸品位较高，本发明中，选择多聚磷酸盐中的一种进行提取。
26.本发明中，腐殖酸原料可选风化煤、褐煤、泥炭以及硝基腐殖酸中的一种。由此，风化煤、褐煤、泥炭(亦称作草炭、泥煤)以及硝基腐殖酸能够经过前述的制作工艺将其内的腐殖酸提取出来，制得高品位的腐殖酸，利用价值较高。在此需要注意的是，腐殖酸原料还可选用其他类型的原料，不仅限于上述提及的四种原料，例如底泥等。本发明中，无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾以及碳酸钠中的一种或多种，但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠以及碳酸钾。为使得提取的腐殖酸质量较好，且反应过程的可控性更强，本发明选择无机碱中一种与多聚磷酸盐配合使用，达到预期效果。
27.本发明还提供一种含腐殖酸的基肥，主要通过前述制作工艺制作而得的产品。由于制作原料中富含磷，因此，产品中富含磷元素，由此，该产品能够直接作为含磷和腐殖酸的肥料进行施用，肥效较好。而且，当多聚磷酸盐的金属阳离子不同时，产品中还可以富含钠、钾等其他营养元素，施用价值较高。可见，该基肥能够直接使用，无需进一步加工制作，不仅能够大大节省制作成本，而且还能避免后期加工制作过程引入其他不利于作物生长的
物质，使用效果较好。
28.另外，本发明提出一种含腐殖酸的肥料，主要通过以下步骤制备，将前述制作工艺制作的产品与氮、磷、钾以及微、中量元素中的一种或多种配合制成肥料。该肥料不仅能够根据作物的需求与其他类型的肥料混合施用，满足作物的生长需要，而且方便快捷，制作成本较低，性价比较高。例如，该肥料可直接与其他类型的肥料配制为复合肥或有机复合肥进行施用，从而满足作物的营养需要，生长较好。由于该款含腐殖酸肥料的水溶性较好，因此，作物对其的吸收利用率较好，且直接施用于土壤时，其与土壤的生态相容性较好，使用价值较高。该种肥料可为液态肥料，亦可为固态肥料，产品形式具有多样性。其中，液态肥料适用于叶面喷施肥、雾培、滴灌施以及淋施等多种施用方式，适用性较强，利用率较高。而固态基肥的流动性较弱，能够施用于土壤中，不仅能够改善土壤的性质，还能提升作物的产量，效果较好。
29.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
30.实施例1
31.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
32.将多聚磷酸铵、风化煤以及水混合，并搅拌，并在温度70℃下反应1.5h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为50g，风化煤为100g，且水为950g。
33.实施例2
34.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
35.将多聚磷酸钠、褐煤以及水混合，并搅拌，并在温度60℃下反应2h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸钠为40g，褐煤为80g，且水为850g。
36.实施例3
37.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
38.将多聚磷酸钾、泥炭以及水混合，并搅拌，并在温度90℃下反应0.5h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸钾为60g，泥炭为150g，且水为900g。
39.实施例4
40.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
41.将多聚磷酸铵、硝基腐殖酸以及水混合，并搅拌，并在温度80℃下反应1.3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为70g，硝基腐殖酸为120g，且水为900g。
42.实施例5
43.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
44.将多聚磷酸铵、风化煤、氢氧化钾以及水混合，并搅拌，并在温度80℃下反应2h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为30g，风化煤为100g，氢氧化钾为10g，且水为1000g。
45.实施例6
46.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
47.将多聚磷酸铵、风化煤、氢氧化钠以及水混合，并搅拌，并在温度40℃下反应3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为15g，风化煤为50g，氢氧化钾为3g，且水为500g。
48.实施例7
49.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
50.将多聚磷酸铵、风化煤、碳酸钠以及水混合，并搅拌，并在温度25℃下反应3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为10g，风化煤为60g，氢氧化钾为7g，且水为600g。
51.实施例8
52.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
53.将多聚磷酸铵、风化煤、碳酸钾以及水混合，并搅拌，并在温度80℃下反应2h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。其中，多聚磷酸铵为30g，风化煤为100g，氢氧化钾为5g，且水为1000g。并将制得的液态产品经加热烘干后制得固态产品。
54.实施例9
55.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
56.将多聚磷酸铵、风化煤以及水混合搅拌，并在温度70℃下反应1.5h，制得产物，再将产物分离得到液态产品，并将液态产品与氮、磷、钾混合制得含腐殖酸的液态肥料。其中，多聚磷酸铵为65g，风化煤为100g，且水为1000g。
57.实施例10
58.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
59.将多聚磷酸铵、风化煤以及水混合搅拌，并在温度70℃下反应1.5h，制得产物，再将产物分离得到液态产品，并将液态产品经加热烘干后制得固态产品。然后将固态产品与微量元素混合配制为含腐殖酸的固态肥料。其中，多聚磷酸铵为85g，风化煤为100g，且水为1000g。
60.实施例11
61.本实施例的目的在于提供一种腐殖酸的制作工艺，包括以下步骤：
62.将多聚磷酸铵、风化煤以及水混合搅拌，并在温度80℃下反应1.5h，制得产物，再将产物分离得到液态产品与中量元素混合制得预制品。并将预制品经加热烘干后制得固态肥料。其中，多聚磷酸铵为85g，风化煤为100g，且水为1000g。
63.效果例
64.以实施例1
‑
7提出的制作工艺制作液体产品，并计算实施例1
‑
7中产品腐殖酸的提取效果，具体见表1。在此需要注意的是，风化煤的产地为新疆哈密，褐煤的产地为云南昭通，泥炭的产地为四川广元。外观通过观察可得，且观察者的视力正常，无视觉障碍，如视弱等病症。
65.表1实施例1
‑
7中腐殖酸的提取效率
66.[0067][0068]
由上表可知，该制作工艺对腐殖酸原料中腐殖酸的提取效率较高，且制作时间较短，制作难度降低。当多聚磷酸盐的添加比例较低时，可与无机碱配合提取腐殖酸，此时，总腐殖酸的提取效率仍较高，可见制作效果较好。经过观察，制备的液态产品的品质较好，非腐殖酸的夹带较少，如木质素等难降解的物质。
[0069]
综上所述，本发明提供一种腐殖酸的制作工艺，主要包括以下步骤：将多聚磷酸盐、腐殖酸原料以及水混合，并在温度25℃
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100℃下反应0.5h
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3h，制得产物，再将产物分离得到液态产品。具体地，该制作工艺以多聚磷酸盐和腐殖酸原料作为主要原料提取腐殖酸，替代以大量碱从风化煤等原料中提取腐殖酸的传统制作工艺，不仅提取效率得到有效地提升，而且还减少了废渣、酸碱废液以及其他有害物质的产生，经济效益更好，制作成本更低，效果更好。另外，该制作过程能够通过简单的混合反应提取风化煤、褐煤、泥炭和/或硝基腐殖酸中的腐殖酸，如此，其能够简化传统的腐殖酸制作工艺，使得腐殖酸的提取难度降低，同时，有效降低制作成本，适合大规模生产制备。此外，与传统的制作工艺相比，本发明提出的制作工艺能够在ph约为6.0
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9.0的条件下进行，改善了碱液提取方法造成的腐殖酸品质不佳或提取效率不好的情况，实用价值和使用价值更强。综上，本发明通过引入多聚磷酸盐，使得腐殖酸能够在较为温和的条件下达到较高的提取效果，而且提取后的腐殖酸中杂质含量较少，且腐殖酸的组成以及性质基本不发生变化，效果较好。
[0070]
另外，本发明提出一种含腐殖酸的基肥，主要通过前述制作工艺制作而得的产品。由于制作原料中富含磷，因此，产品中富含磷元素，由此，该产品能够直接作为含磷和腐殖酸的肥料进行施用，肥效较好。而且，当多聚磷酸盐的金属阳离子不同时，产品中还会富含钠、钾等其他营养元素，施用价值较高。
[0071]
另外，本发明提出一种含腐殖酸的肥料，主要通过以下步骤制备，将前述制作工艺制作的产品与氮、磷、钾以及微、中量元素中的一种或多种配合制成肥料。该肥料不仅能够根据作物的需求与其他类型的肥料混合施用，满足作物的生长需要，而且方便快捷，制作成本较低，性价比较高。该种肥料可为液态肥料，亦可为固态肥料，产品形式具有多样性。其中，液态肥料适用于叶面喷施肥、雾培、滴灌施以及淋施等多种施用方式，适用性较强。而固态肥料的流动性较弱，能够施用于土壤中，不仅能够改善土壤的性质，还能有效提升作物的
产量。
[0072]
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。