專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)污染制漿及生產(chǎn)富鉀復(fù)合基肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制槳造紙技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用植物纖維制漿及綜合利用的方 法。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及利用玉米秸稈制漿，及利用制漿廢液制取富鉀的 氮、磷、鉀復(fù)合基肥的方法。
背景技術(shù)：
利用植物纖維原料的制漿工藝對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是己知的。 利用玉米秸稈制漿以及綜合利用也是已知的?，F(xiàn)有技術(shù)中利用玉米秸稈綜合利 用的文獻(xiàn)報(bào)道有1、 "利用農(nóng)作物秸稈制取防治棉花黃枯萎病制劑的方法"發(fā)明專(zhuān)利，申i青號(hào):CN200410012445.8，申請(qǐng)日2004.07.27，公開(kāi)(公告)號(hào)CN1596662， 公開(kāi)(公告)日2005.03.23;2、 "旱作農(nóng)業(yè)區(qū)小麥，玉米秸稈直接還田技術(shù)的增產(chǎn)效應(yīng)"、"大力推進(jìn) 玉米秸稈粉碎還田機(jī)械化"、"旱地玉米秸稈還田秋施肥生態(tài)效應(yīng)研究"、"玉米 秸堆制生物有機(jī)肥"、"玉米秸稈還田條件下冬小麥高產(chǎn)的關(guān)鍵措施"3、 "纖維素類(lèi)廢棄物的綜合利用"是山西大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院土壤肥料研究所，利用能夠降解纖維素和木質(zhì)素的菌種對(duì)玉米秸 稈粉和白酒精進(jìn)行了發(fā)酵處理。4、 "用秸稈生產(chǎn)乙醇技術(shù)"是天冠集團(tuán)聯(lián)合有關(guān)科研機(jī)構(gòu)針對(duì)秸稈原料的 特殊構(gòu)造，采用酸水解和酶水解結(jié)合的工藝處理秸稈原料，對(duì)其含有的木質(zhì)素 進(jìn)行破壞或去除，然后分步發(fā)酵生產(chǎn)酒精。5、 "一種以玉米秸稈為輔料白酒或飼料的制備方法"發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)(公告)號(hào)C醒0632，公開(kāi)(公告)日:2006. 10.04，申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人魏漢蓮發(fā)明(設(shè)計(jì))人魏漢蓮等。 一種玉米秸稈輔料白酒或飼料的制備方法。6、 "利用玉米秸稈中的纖維素生產(chǎn)燃料酒精的試驗(yàn)研究"李冬梅，哈爾濱 工業(yè)大學(xué)碩士論文；"纖維素酶高產(chǎn)菌株選育與玉米秸稈生產(chǎn)酒精工藝研究" 王倩，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文；"玉米秸稈酒精中廢棄物木質(zhì)素的綜合利用"長(zhǎng) 春理工大學(xué)生命科學(xué)院、吉林省輕工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，作者張強(qiáng)[l]陸軍[l]侯霖[2]金花[2]樸敬慧[2];"玉米秸稈的綜合開(kāi)發(fā)利用"陜西省科學(xué)院酶工程研究所，張強(qiáng)、秦濤、張紅艷、阮祥穩(wěn)，簡(jiǎn)要地介紹了秸桿還田、秸稈飼料、燃 料酒精以及秸稈在工業(yè)造紙等方面的應(yīng)用。7、 "用玉米秸稈制備羧甲基纖維素"、"玉米秸稈中半纖維素的分離、結(jié)構(gòu)鑒定及化學(xué)改良機(jī)理研究"、"秸桿中半纖維素的結(jié)構(gòu)及分離新方法綜述"、"利 用玉米秸稈種植草菇新技術(shù)"、"玉米秸稈綜合利用技術(shù)——以秸稈氣化、沼氣 建設(shè)、風(fēng)能和太陽(yáng)能利用為重點(diǎn)，提高農(nóng)村再生清潔能源開(kāi)發(fā)利用"。8、 "一種玉米秸稈生產(chǎn)纖維的方法"發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)(公告)號(hào) CN1556263，公開(kāi)(公告)日2004.12.22，申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人王來(lái)云，秦加友，王山，發(fā)明(設(shè)計(jì))人王來(lái)云、秦加友等。 一種利用汽爆和酶菌水解的方法將玉米秸稈生產(chǎn)纖維的技術(shù)。9、 "利用植物纖維制取丙烷液化氣和高辛垸值汽油的方法"發(fā)明專(zhuān)利， 公開(kāi)(公告)號(hào)CN1360007，公開(kāi)(公告)日2002.07.24，申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人叢大擁，發(fā)明(設(shè)計(jì))人叢大擁。公開(kāi)一種利用植物纖維制取丙烷液化氣和高辛烷值汽油的方法。10、 "鶴壁市玉米秸稈綜合利用"——玉米秸稈的葉可制成青貯飼料、秸
稈通過(guò)高能爆碎、膜分離等工藝，可制成低聚木糖、無(wú)堿紙漿和木質(zhì)素。上述文獻(xiàn)及技術(shù)，主要是利用農(nóng)作物秸稈制取防治棉花黃枯萎病制劑、玉 米秸稈直接還田技術(shù)、玉米秸堆制生物有機(jī)肥、利用玉米秸稈種植草薛新技術(shù)、 玉米秸稈發(fā)酵生產(chǎn)酒精、白酒或詞料、玉米秸稈制沼氣和制取丙烷液化氣和高 辛烷值汽油的方法。另外，盡管利用植物纖維原料，如玉米秸稈進(jìn)行制漿，對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員也是已知的。但是，迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)均未解決制漿造紙工業(yè)中的一 大難題，污染問(wèn)題，即黑液的處理問(wèn)題。因此，導(dǎo)致了植物纖維制漿和綜合利 用由于污染問(wèn)題而不能實(shí)施，或者運(yùn)行成本過(guò)高不能工業(yè)化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種切實(shí)可行的植物纖維的制漿工藝，同時(shí)，解決現(xiàn) 有技術(shù)中難以解決的黑液污染問(wèn)題。具體地說(shuō)，本發(fā)明利用玉米秸稈經(jīng)氫氧化 鉀溶液加熱水解，分離出纖維素，水解液制取復(fù)合基肥，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污 染排放。利用玉米秸稈制取復(fù)合基肥的生產(chǎn)工藝，是將農(nóng)作物廢棄料玉米秸稈經(jīng)氫氧化鉀溶液加熱水解，分離出纖維素，例如用于包裝材料的制作等等；水解液 中主要含生物有機(jī)酸鉀鹽、未反應(yīng)的氫氧化鉀、堿(堿土)金屬鹽及其絡(luò)合物、 糖類(lèi)等水溶性物質(zhì)，水解液中未反應(yīng)的氫氧化鉀用有機(jī)酸中和生成有機(jī)酸鉀鹽。所述有機(jī)酸包括羥基酸如檸檬酸，羰基酸如乙酰丙酸，取代或未取代的酚 類(lèi)如苯酚和甲酚，經(jīng)復(fù)配制成富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合基肥，其中含有多種植物 需要的微量元素，主要用于瓜、果等經(jīng)濟(jì)作物追施，具有抗旱、防寒作用，促 使果實(shí)膨大，提高了瓜果的甜度和產(chǎn)量，使用效果良好；解決了農(nóng)作物廢棄料 玉米秸稈焚燒對(duì)環(huán)境的危害，生產(chǎn)中無(wú)廢水、廢液、廢渣的排放，經(jīng)濟(jì)效益和 社會(huì)效益顯著。另外，也可以首先對(duì)水解液進(jìn)行分離，分離出不溶物作為復(fù)合基肥的原料， 分離出的液體作為有機(jī)鉀葉面肥的原料。具體地說(shuō)，首先利用氫氧化鉀水溶液對(duì)玉米秸稈進(jìn)行加熱水解，加熱水解 溫度對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可在較大范圍內(nèi)選擇。但溫度太低會(huì)延長(zhǎng) 水解時(shí)間，使生產(chǎn)能力下降；另一方面，如溫度太高的話(huà)，可能會(huì)使水解不均 勻，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的質(zhì)量不均一。因此，水解溫度范圍優(yōu)選為90-ll(TC，更優(yōu) 選為95-105°C。水解時(shí)間優(yōu)選從0. 5-2小時(shí)，更優(yōu)選從0. 5-1小時(shí)。氫氧化鉀 水溶液相對(duì)于絕干原料的用量太少的話(huà)，會(huì)造成水解不充分；用量太高的話(huà)， 會(huì)造成水解速度過(guò)快，因此，優(yōu)選的用量范圍為5-30%，優(yōu)選為10-25%，更優(yōu) 選為20-25%。利用有機(jī)酸中和，使水解液的pH值達(dá)到中性。所述pH值范圍通常在 5.5-9.0，優(yōu)選從6-8。所述的復(fù)配指的是，向水溶性有機(jī)酸鉀鹽中添加尿素，過(guò)磷酸鈣和復(fù)硝鉀。 根據(jù)復(fù)合基肥的特性，應(yīng)當(dāng)對(duì)添加物的用量進(jìn)行控制。其添加量太多或太少均 會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量造成影響。因此，相對(duì)于水溶性有機(jī)酸鉀鹽溶液，尿素的 添加量?jī)?yōu)選為30-40%。過(guò)磷酸鈣的添加量?jī)?yōu)選為40-50%。復(fù)硝鉀的添加量為 1-5%,優(yōu)選為2-4%。


圖l為其制漿及綜合利用工藝流程具體實(shí)施方式
實(shí)施例1在lm3搪玻璃反應(yīng)釜中，加入粗粉碎玉米秸稈料、20%的氫氧化鉀溶液，在 105"C加熱水解1小時(shí)，過(guò)濾、水洗至中性，濾液、洗液分別、分級(jí)保存；分離 的不溶性纖維，干燥，用于包裝材料的制作；濾液(水解液)中主要含生物有 機(jī)酸鉀鹽、未反應(yīng)的氫氧化鉀、堿(堿土)金屬鹽及其絡(luò)合物、糖類(lèi)等水溶性 物質(zhì)，濾液(水解液)中未反應(yīng)的氫氧化鉀用擰檬酸中和生成水溶性檸檬酸鉀 鹽，再加30%尿素，50%過(guò)磷酸鈣及1°/。復(fù)硝鉀經(jīng)復(fù)配制成富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合 基肥，洗液分級(jí)重復(fù)使用。 實(shí)施例2在lm3搪玻璃反應(yīng)釜中，加入粗粉碎玉米秸稈料、25%的氫氧化鉀溶液，在 95"C加熱水解1.5小時(shí)，過(guò)濾、水洗至中性，濾液、洗液分別、分級(jí)保存；分 離的不溶性纖維，干燥，用于包裝材料的制作；濾液(水解液)中主要含生物 有機(jī)酸鉀鹽、未反應(yīng)的氫氧化鉀、堿(堿土)金屬鹽及其絡(luò)合物、糖類(lèi)等水溶 性物質(zhì)，濾液(水解液)中未反應(yīng)的氫氧化鉀用乙酰丙酸中和生成水溶性乙酰 丙酸鉀鹽，再加40%尿素，40%過(guò)磷酸鈣及5%復(fù)硝鉀經(jīng)復(fù)配制成富鉀的氮、磷、 鉀復(fù)合基肥。實(shí)施例3在lm3搪玻璃反應(yīng)釜中，加入粗粉碎玉米秸稈料、10%的氫氧化鉀溶液，在 10(TC加熱水解2小時(shí)，過(guò)濾、水洗至中性，濾液、洗液分別、分級(jí)保存；分離 的不溶性纖維，干燥，用于包裝材料的制作；濾液(水解液)中主要含生物有 機(jī)酸鉀鹽、未反應(yīng)的氫氧化鉀、堿(堿土)金屬鹽及其絡(luò)合物、糖類(lèi)等水溶性 物質(zhì)，濾液(水解液)中未反應(yīng)的氫氧化鉀用酚類(lèi)或取代的酚類(lèi)中和生成水溶
性酚鉀鹽，再加35%尿素，45%過(guò)磷酸鈣及3%復(fù)硝鉀經(jīng)復(fù)配制成富鉀的氮、磷、 鉀復(fù)合基肥。上述富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合基肥含有多種植物需要的微量元素，使氮、磷、 鉀及微量元素均衡，在瓜果等經(jīng)濟(jì)作物上作為復(fù)合基肥施用，具有抗旱、防寒 作用，促使果實(shí)膨大，提高了瓜果的甜度和產(chǎn)量，使用效果良好；并解決了農(nóng) 作物廢棄料玉米秸稈焚燒對(duì)環(huán)境的危害，生產(chǎn)中無(wú)廢水、廢液、廢渣的排放。另外，本發(fā)明所制得的富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合基肥的各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)象 標(biāo)準(zhǔn)，其中氮、磷、鉀含量均達(dá)到和超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。沒(méi)有檢測(cè)到有害元素如汞、 砷、鎘、鉛和鉻。本發(fā)明中所使用的百分比均為重量百分比。本發(fā)明的所給出的具體實(shí)施方 式僅為舉例性的。在不違背本發(fā)明的精神下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明作 出的改進(jìn)或變更均落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)污染制漿及生產(chǎn)富鉀復(fù)合基肥的方法，包括將農(nóng)作物廢棄料玉米秸稈經(jīng)氫氧化鉀溶液加熱水解，分離得到纖維素；用有機(jī)酸中和水解液；再向中和水解液中添加尿素，過(guò)磷酸鈣和復(fù)硝鉀；制得富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合基肥。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，氫氧化鉀水溶液相對(duì)于絕干原料的用量為5-30%，水解時(shí)間為O. 5-2小時(shí)，水解溫度為90 110°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述的有機(jī)酸包括輕基酸， 羰基酸，取代或未取代的酚類(lèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述的有機(jī)酸包括檸檬酸，乙酰 丙酸，或苯酚或甲酚。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，尿素，過(guò)磷酸鈣和復(fù)硝鉀的添加 量相對(duì)于水溶性有機(jī)酸鉀鹽溶液分別為30-40%， 40-50%和1-5%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，尿素，過(guò)磷酸鈣和復(fù)硝鉀的添加 量相對(duì)于水溶性有機(jī)酸鉀鹽溶液分別為35%， 45%和3%。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，中和后水解液的pH值為
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，中和后水解液的pH值為6-8。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)污染制漿及生產(chǎn)富鉀復(fù)合基肥的方法，特別是指一種利用玉米秸稈提取纖維素，以及廢液的綜合利用方法。首先利用5-30％的氫氧化鉀水溶液，于90-110℃對(duì)玉米秸稈水解0.5-2小時(shí)，分離出纖維素；然后利用有機(jī)酸中和水解液或，使pH值在5.5-9之間；再向其中添加尿素，過(guò)磷酸鈣和復(fù)硝鉀，從而制得富鉀的氮、磷、鉀復(fù)合基肥。
文檔編號(hào)C05G1/00GK101148377SQ20071014386
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者晶 南, 燕 王, 喬 祁, 邱利平 申請(qǐng)人:西安華恒科技實(shí)業(yè)有限公司;南 晶