[发明专利]一种利用玉米秸秆制备腐殖酸钾的方法及应用

说明书

本发明公开一种利用玉米秸秆制备腐殖酸钾的方法及应用，利用氧化铈催化氧化农林废弃物玉米秸秆生成大量的腐殖酸钾，催化剂还可以重复利用，将腐殖酸钾联合大宗工业固废赤泥、磷石膏进行土壤化应用，能消耗大量酸性固废磷石膏，降低赤泥的碱性，使其团聚性增强，同时也能增加赤泥土壤中有机物的含量，使赤泥土壤具备生长作物的条件，使大宗固废达到减量化、资源化、无害化的同时产生高附加值肥料，本发明方法简单、成本低廉、原料来源广泛，工程量较小，易于在实际工程中应用，为固废资源化利用提供了新途径。

技术领域

本发明属于固废资源化利用技术领域，具体涉及一种利用玉米秸秆制备腐殖酸钾的方法及应用。

背景技术

玉米秸秆是一种大宗农林废弃物。其可用于生产燃料乙醇、纤维素和木质素等产品。但近年从这些农林废弃物中探索这些更高价值的生物聚合物材料和应用的研究有限。传统处理玉米秸秆的方法主要为就地焚烧。就地焚烧则会产生大量浓烟，不但污染大气环境，而且严重影响航道交通运输，引发雾霾天气等。玉米秸秆在腐解过程时会导致各种含碳有机物质矿化、木质素分解，这些分解产生的中间产物会在微生物和酶的作用下形成腐殖物质包括腐殖酸、富里酸。腐殖酸表面有大量官能团，其是土壤的重要组成部分，能阻止土壤迁移，达到土壤化的目的。钾元素是植物生长不可缺少的必要元素，其能增强植物的代谢能力，增强植物抗性将腐殖酸和钾有机结合就能得到腐殖酸钾肥料，工业合成的腐殖酸钾售价高昂，而人工合成的成本较低、效果较好，但产量不加，因此在制备过程中加入少量催化剂以促进提高腐殖酸钾的产率，因氧化铈氧化催化性较强，且在本方法中用量较少、且可以重复使用，因此选择氧化铈作为催化剂。

赤泥是氧化铝工业中产生的一种强碱性、褐色、粉泥状的副产品。根据氧化铝提炼方式的不同将赤泥分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥及联合法赤泥，其主要区别为是否经过焙烧，不同种类的赤泥成分与含量均不同。在我国，每产生1t氧化铝就会产生2.0～3.0t赤泥，世界赤泥堆存量目前已接近60亿t，我国目前拥有20亿t赤泥，且以2亿t的速度增长。

赤泥碱性较强，其pH值约为12～14，其会释放碱性阴离子对环境产生严重危害，其资源化利用较为困难，会产生较高的环境风险，严重制约了氧化铝行业的发展。目前处理用于处理赤泥的方法主要为堆存，堆存分为干法堆存和湿法堆存，干法堆存会占用大量土地，同时也容易形成扬尘对大气环境及人体健康产生危害。湿法堆存容易随着地表水渗入周边及地下，会污染土壤及水体，对环境产生严重危害。

磷石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，含量约为80％～90％，与天然石膏成分类似，但同时也含有少量未分解的磷矿和生产硫酸过程中未洗涤干净的磷酸及多种杂质，包括可溶性磷、可溶性氟化物等，研究发现，磷石膏中杂质的浓度取决于磷矿类型及湿法处理的效率及生产过程中的效率。磷石膏的物理化学及机械特性与天然硫酸钙相似。磷石膏是一种可再生资源，其用途广泛，处理方式繁多。目前世界约85％的磷石膏生产出来后处理的方式以露天堆存为主，剩下约15％的磷石膏会以肥料、建筑材料等形式进行回收。磷石膏中富含大量的磷、硫、钙，可以作为化肥、调理剂改善土地环境。如果没有得到利用，这也是对资源的浪费。

发明内容

本发明提供一种利用玉米秸秆制备腐殖酸钾的方法及应用，其主要是利用少量的氧化铈催化剂催化氧化农林废弃物玉米秸秆生成大量的腐殖酸钾，得到的催化剂还可以重复利用，将其联合大宗工业固废赤泥、磷石膏进行土壤化应用。

本发明采取的技术方案如下：

一种利用玉米秸秆制备腐殖酸钾的方法及应用，具体步骤如下：

(1)将玉米秸秆锯成段状并将其在烘箱中烘干至恒重，得到干燥玉米秸秆；并将其放入至破碎机中破碎并研磨过100目筛得到玉米秸秆粉末，将制备好的玉米秸秆粉末放入真空干燥皿中备用；