專利名稱：用稻草制漿造紙的廢棄物制造復(fù)合顆粒肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料制造領(lǐng)域，涉及造紙制漿廢棄物用于制造復(fù)合型肥料。使 用本方法可使稻草制漿造紙的廢液和廢渣等廢棄物都得到充分利用，真正實(shí)現(xiàn) 清潔生產(chǎn)。本發(fā)明還涉及到農(nóng)業(yè)的土壤肥料的使用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用稻草制漿造紙，稻草原料僅有不足40%轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品，成為紙張；原料的
50%以上轉(zhuǎn)移到廢液之中。如果采用傳統(tǒng)成熟的燃燒法回收制漿的化學(xué)藥品和熱
能，由于廢液的硅含量高，難于經(jīng)濟(jì)的回收。
稻草制漿廢液中含有大量的木質(zhì)素、半纖維素和纖維素的降解物等有機(jī)物， 是形成土壤腐殖質(zhì)的前體物質(zhì)。此外稻草中的硅含量比較高，在制漿蒸煮過程 中，硅元素大部分轉(zhuǎn)移到廢液之中。在傳統(tǒng)的燃燒法處理廢液過程中，硅是有 害的元素。而水稻的生長對(duì)硅元素的需求又是很大，水稻是需硅肥最多的農(nóng)作 物之一。
在稻草蒸煮制漿前， 一般都需要備料工序，將原料中的稻穗、稻殼、草葉
等草末分離出來；備料分離的固體廢渣大約占原料的10% 20%。草末的纖維素 含量低，灰分(主要成分為硅)含量高，同時(shí)含有大量塵土，難于利用， 一般 采用填埋處理。制漿造紙的生產(chǎn)過程需要大量的電能和熱能， 一般造紙廠均配 有動(dòng)力鍋爐；燃煤的動(dòng)力鍋爐會(huì)產(chǎn)生大量的灰渣和粉煤灰，這部分固體廢物一 般也都廢棄，采用填埋處理。
水稻在我國分布廣，種植面積比較大；北至黑龍江，南到海南島均有水稻 種植。水稻在生長過程中需要大量的氮、磷、鉀和硅肥。日本、泰國、韓國、 朝鮮等水稻種植面積比較大的國家都己經(jīng)將硅肥作為水稻生長的第四大主要肥 料。利用稻草制漿造紙，主要需要的是稻草中的纖維素和半纖維素，氮、磷、 鉀、硅等元素基本都在制漿過程中轉(zhuǎn)移到廢液中。
水稻種植過程施用的無機(jī)氮肥， 一般都是速效氮肥，即在施肥后的7 10
天內(nèi)氮肥的大約30%被水稻吸收，其余70%未被吸收的氮肥，隨地下水或地表徑
流流失，既浪費(fèi)了肥料又對(duì)環(huán)境造成富營養(yǎng)化污染。將速效無機(jī)氮肥，通過氧 化氨解轉(zhuǎn)化成有機(jī)的氮肥后，這些有機(jī)氮肥一般在水中不溶，施肥后不會(huì)很快 隨地下水或地表徑流流失，而是經(jīng)過微生物把有機(jī)物分解后逐漸的釋放出來供
水稻長期使用，其氮肥的有效利用率可以達(dá)到70%左右。
本發(fā)明是利用亞硫酸銨和尿素(化肥)制漿，蒸煮結(jié)束后，轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品紙 中的只是纖維素和半纖維素，化肥中的氮元素等均保留在制漿廢液中。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無法對(duì)造紙廢料、灰渣和粉煤灰的有效綜合利用，本發(fā)明的 目的是提供一種利用稻草制漿的廢液和固體廢渣用于制緩釋放氮與有效硅復(fù)合 顆粒肥的技術(shù)。該技術(shù)使稻草制漿造紙廠的全部資源都得到充分利用。屬于資 源充分利用，清潔生產(chǎn)，不僅解決了稻草制漿的污染問題，而且使稻草制漿的 固體廢棄物和液體廢棄物能夠物盡其用，達(dá)到最優(yōu)化的利用效果。
本發(fā)明的技術(shù)方案是利用亞硫酸銨和尿素(化肥)制漿，蒸煮結(jié)束后， 轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品紙中的只是纖維素和半纖維素，化肥中的氮元素等均保留在制漿廢 液中，將其加壓氧化以提高有機(jī)氮的含量，經(jīng)濃縮后與粉碎后的草末、粉煤灰 等混合造粒成緩釋放氮與硅的復(fù)合肥。
本發(fā)明的工藝過程包括以下步驟 (1)稻草原料利用亞硫酸銨和尿素(化肥)制漿，蒸煮結(jié)束后，不經(jīng)稀釋， 直接提取廢液，廢液的固形物含量〉10%，全氮含量12% 18%，銨氮含量12%
17%，有機(jī)氮含量1% 2%。
(2) 將制槳廢液放入反應(yīng)釜中，進(jìn)行氧化氨解反應(yīng)通入氧氣，壓力為0. 8 1. 2Mpa，優(yōu)選1. 0MPa;溫度為90 110°C，優(yōu)選100°C;反應(yīng)時(shí)間為80 100min， 優(yōu)選90min。通過氧化氨解反應(yīng)使廢液的有機(jī)氮含量由1 2%提高到4 8%
(3) 將氧化氨解的廢液蒸發(fā)濃縮，使其濃度由10%提高到35 45%。以使用 多效蒸發(fā)器(四或五效)為好。
(4) 將稻草備料的固體廢物——草末，使用粉碎機(jī)進(jìn)一步粉碎為能過20 40目篩的粉末，干燥至90%以上的干度。以使用鍋爐的煙道氣干燥為有利。
(5) 把動(dòng)力鍋爐的灰渣、粉煤灰等，將其粉碎至過40 60目篩，并干燥至
90%以上的干度。
(6) 把動(dòng)力鍋爐灰渣草末廢液(以絕干固形物計(jì))按照(40 50%): (25
30%): (25 30%)的比例，在攪拌機(jī)中混合均勻。
(7) 使用造粒機(jī)將上述混合物擠出造粒，制備為緩釋放氮與硅的復(fù)合肥。 該肥料的全氮含量3°/。 6%，有機(jī)氮含量1% 3%，有效硅含量為1% 5%;腐殖酸 的含量為25% 40%。
(8) 將上述緩釋放氮與硅的復(fù)合肥進(jìn)行干燥，使其含水<85°/。后，灌袋包裝。 本發(fā)明所具有的突出優(yōu)點(diǎn)是(1)稻草制漿造紙廠的全部資源性廢料一制漿
廢液、草末與草灰、鍋爐灰渣與粉煤灰—都得到充分利用。屬于資源充分利用， 清潔生產(chǎn)，不僅解決了稻草制漿的污染問題，而且使稻草制漿的固體廢棄物和 液體廢棄物能夠物盡其用，達(dá)到最優(yōu)化的利用效果。(2)水稻的生長對(duì)硅元素的 需求又是很大，水稻是需硅肥最多的農(nóng)作物之一。本發(fā)明的這種顆粒復(fù)合肥不 僅提供有效的硅肥，而含氮肥為有機(jī)氮肥，不溶于水，施肥后經(jīng)過微生物作用 而將其逐漸釋放出來供水稻長期使用，其氮肥的有效利用率可以達(dá)到70%左右。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
(1) 稻草原料用亞硫酸銨和尿素制漿，蒸煮結(jié)束后，用雙螺旋擠漿機(jī)提取 廢液，廢液的固形物含量為12.5%。
(2) 將制漿廢液注入反應(yīng)釜，通入氧氣，壓力為l.OMpa;升溫到IO(TC; 反應(yīng)時(shí)間90min。通過氧化氨解反應(yīng)使廢液的有機(jī)氮含量由1. 2%提高到4. 8%
(3) 使用5效蒸發(fā)器將氧化氨解的廢液濃度由12. 5%提高到38%。
(4) 將稻草備料的草末，使用粉碎機(jī)粉碎，通過30目篩，使用鍋爐的煙道 氣干燥至90%的干度。
(5) 把動(dòng)力鍋爐的灰渣、粉煤灰，使用球磨機(jī)粉碎，過40目篩，干燥至90% 的干度。
(6) 把動(dòng)力鍋爐灰渣草末廢液(以絕干固形物計(jì))按照45: 25: 30的
比例，在攪拌機(jī)中混合均勻。
(7) 使用造粒機(jī)將上述混合物擠出造粒，制備為緩釋放氮與有效硅復(fù)合顆 粒肥。該肥料的全氮含量5. 1%，有機(jī)氮含量2.8%，有效硅含量為3.6%;腐殖酸
的含量為36. 42%。
(8)將上述緩釋放氮與硅的復(fù)合肥進(jìn)行干燥，使其含水<85%后，灌袋包裝。 實(shí)施例2
(1) 稻草原料用亞硫酸銨和尿素制漿，蒸煮結(jié)束后，用雙螺旋擠漿機(jī)提取 廢液，廢液的固形物含量為13. 1%。
(2) 將制漿廢液注入反應(yīng)釜，通入氧氣，壓力為0.9Mpa;升溫到105。C; 反應(yīng)時(shí)間85min。通過氧化氨解反應(yīng)使廢液的有機(jī)氮含量由1. 2%提高到4. 5%
(3) 使用5效蒸發(fā)器將氧化氨解的廢液濃度由13. 1%提高到40%。
(4) 將稻草備料的草末，使用粉碎機(jī)粉碎，通過30目篩，使用鍋爐的煙道 氣干燥至90%的干度。
(5) 把動(dòng)力鍋爐的灰渣、粉煤灰，使用球磨機(jī)粉碎，過40目篩，干燥至90% 的干度。
(6) 把動(dòng)力鍋爐灰渣草末廢液(以絕干固形物計(jì))按照48: 27: 25的
比例，在攪拌機(jī)中混合均勻。
(7) 使用造粒機(jī)將上述混合物擠出造粒，制備為緩釋放氮與有效硅復(fù)合顆 粒肥。該肥料的全氮含量4. 6%，有機(jī)氮含量2. 1%，有效硅含量為3.8%;腐殖酸 的含量為34. 06%。
(8) 將上述緩釋放氮與硅的復(fù)合肥進(jìn)行干燥，使其含水<85%后，灌袋包裝。 實(shí)施例3
(1) 稻草原料用亞硫酸銨和尿素制漿，蒸煮結(jié)束后，用雙螺旋擠槳機(jī)提取 廢液，廢液的固形物含量為11.4%。
(2) 將制漿廢液注入反應(yīng)釜，通入氧氣，壓力為l. 1Mpa;升溫到95'C;反 應(yīng)時(shí)間100min。通過氧化氨解反應(yīng)使廢液的有機(jī)氮含量由1. 2%提高到4. 6%
(3) 使用5效蒸發(fā)器將氧化氨解的廢液濃度由11. 4%提高到38%。
(4) 將稻草備料的草末，使用粉碎機(jī)粉碎，通過30目篩，使用鍋爐的煙道 氣干燥至90°/。的干度。
(5) 把動(dòng)力鍋爐的灰渣、粉煤灰，使用球磨機(jī)粉碎，過40目篩，干燥至90% 的干度。
(6) 把動(dòng)力鍋爐灰渣草末廢液(以絕干固形物計(jì))按照42: 28: 30的
比例，在攪拌機(jī)中混合均勻。
(7) 使用造粒機(jī)將上述混合物擠出造粒，制備為緩釋放氮與有效硅復(fù)合顆
粒肥。該肥料的全氮含量4. 1%，有機(jī)氮含量1.8%，有效硅含量為3.2%;腐殖酸 的含量為32. 54%。
(8) 將上述緩釋放氮與硅的復(fù)合肥進(jìn)行干燥，使其含水<85%后，灌袋包裝。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合肥的制造方法，其特征在于利用稻草制漿造紙的廢液和固體廢渣制造緩釋放氮與有效硅復(fù)合顆粒肥的方法；工藝包括如下步驟(1)用亞硫酸銨和尿素蒸煮稻草制取低硬度紙漿；蒸煮結(jié)束后，提取固形物含量＞10％廢液，廢液的全氮含量12％～18％；(2)制漿廢液通過氧化氨解反應(yīng)將制漿廢液放入反應(yīng)釜中，通入氧氣，在0.8～1.2Mpa、90～110℃下反應(yīng)80～100min，使廢液的有機(jī)氮含量由1～2％提高到4～8％；(3)將氧化氨解的廢液濃縮，使其濃度由10％提高到35～45％；(4)將稻草備料的草末粉碎至通過20～40目篩，并干燥至90％以上的干度；(5)把動(dòng)力鍋爐的灰渣、粉煤灰粉碎，過40～60目篩，并干燥至90％以上的干度；(6)按如下重量比例粉碎的動(dòng)力鍋爐灰渣40～50％粉碎的草末25～30％以固形物計(jì)廢液25～30％進(jìn)行混合均勻；(7)將上述混合物用造粒機(jī)制備為緩釋放氮與有效硅的復(fù)合顆粒肥。該肥料的全氮含量12～18％，有機(jī)氮含量4～8％，有效硅含量為1～5％；(8)干燥使復(fù)合顆粒肥成品的含水＜85％，灌袋包裝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合肥的制造方法，其特征在于在(2)制漿廢液 通過氧化氨解反應(yīng)中通入氧氣，壓力為l.OMpa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合肥的制造方法，其特征在于在(2)制漿廢液 通過氧化氨解反應(yīng)中反應(yīng)溫度為IO(TC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合肥的制造方法，其特征在于在(2)制漿廢液 通過氧化氨解反應(yīng)中反應(yīng)時(shí)間為90min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合肥的制造方法，其特征在于在(3)將氧化氨 解的廢液濃縮步驟中使用多效蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮。
全文摘要
一種利用稻草制漿造紙的廢液和固體廢渣制造緩釋放氮與有效硅復(fù)合顆粒肥的方法，是用亞硫酸銨和尿素蒸煮稻草制取低硬度紙漿，蒸煮結(jié)束后提取固形物含量＞10％的廢液，在通入氧氣，0.8～1.2MPa、90～110℃下反應(yīng)80～100min，使廢液的有機(jī)氮含量由1％～2％提高到4％～8％；將氧化氨解的廢液濃縮，使其濃度由10％提高到35％～45％。將其與經(jīng)過粉碎和干燥的草末、鍋爐的灰渣和粉煤灰按25％～30％∶25％～30％∶40％～50％的重量比加料、混合均勻、造粒、干燥含水＜85％，灌袋包裝而成。產(chǎn)品全氮含量3％～6％，有機(jī)氮含量1％～3％，有效硅含量為1％～5％；腐殖酸的含量為25％～40％。
文檔編號(hào)C05F7/00GK101177356SQ20071015788
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月1日
發(fā)明者劉秉鉞, 白淑云, 石海強(qiáng) 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)