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【專利摘要】一種發(fā)泡玻璃負(fù)載磷氮緩釋放肥料方法。膨化玻璃（或叫發(fā)泡玻璃，或叫玻璃輕石）是以廢棄玻璃為主要原料，添加起孔劑（碳酸鹽）在高溫下燒結(jié)，形成海綿狀膨化玻璃。它可以廣泛用于房屋外墻保溫、隔音墻、保溫、土壤改良、雨水收集。但生產(chǎn)中發(fā)泡的時(shí)間較短，碳酸鈣與二氧化硅反應(yīng)不徹底，以氧化鈣形式殘留在發(fā)泡玻璃中，或粘附于氣孔表面，遇到水時(shí)形成氫氧化鈣并部分溶解于水中，使水的pH值升高，對(duì)植物的生長極為不利。本發(fā)明采用溶膠浸漬工藝將含有磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、鉀鹽和水溶性有機(jī)高分子的溶液涂覆于發(fā)泡玻璃的孔徑表面，形成穩(wěn)定的氮磷緩釋放介質(zhì)。既消除了氧化鈣溶解產(chǎn)生的強(qiáng)堿性，也使得磷酸鹽以廢料的形式緩慢釋放，不易流失，延長了廢料作用時(shí)間。 【專利說明】一種發(fā)泡玻璃負(fù)載磷氮緩釋放肥料方法 【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001]本發(fā)明屬于廢棄硅酸鹽材料再生利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢棄碎玻璃為原料制造負(fù)載磷氮緩釋放肥料發(fā)泡玻璃的方法。 【背景技術(shù)】 [0002]眾所周知，玻璃材料抗老化、耐風(fēng)化、不被光降解、耐高溫，在自然界穩(wěn)定性極好。但廢棄的玻璃碎料不透氣、邊角鋒利，碎玻璃形成的垃圾很難降解，對(duì)植物的根系非常不利，也極易對(duì)人的腳、牛馬的蹄及耕地的農(nóng)機(jī)輪胎造成損傷。如果填埋也會(huì)永久占用土地資源。膨化玻璃是以廢棄玻璃為主要原料，添加起孔劑(碳酸鹽、或石墨、或可以在高溫分解產(chǎn)生氣體的其它物質(zhì))在高溫下燒結(jié)，形成海綿狀膨化玻璃。該膨化玻璃可以廣泛用于房屋建筑的外墻保溫、輕質(zhì)隔音墻、熱力管道的保溫、花卉、樹木的土壤改良、干旱地區(qū)的雨水收集和防水變質(zhì)。然而，生產(chǎn)中發(fā)泡的時(shí)間較短，通常使用的碳酸鈣起孔劑與二氧化硅反應(yīng)不徹底，有部分的發(fā)泡劑最終以氧化鈣形式殘留在發(fā)泡玻璃中，或粘附于氣孔表面。這樣的發(fā)泡玻璃產(chǎn)品遇到水時(shí)氧化鈣與水反應(yīng)形成氫氧化鈣，并部分溶解于水中，使水的PH值升高，局部的PH值甚至超過10，對(duì)植物的生長極為不利。本專利采用液相浸潰工藝將含有磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和水溶性有機(jī)高分子的溶液涂覆于發(fā)泡玻璃的孔徑表面，形成穩(wěn)定的氮磷緩釋放介質(zhì)。既消除了氧化鈣溶解產(chǎn)生的強(qiáng)堿性，也使得磷酸鹽以廢料的形式緩慢釋放，不易流失，延長了廢料作用時(shí)間。 【發(fā)明內(nèi)容】 [0003]將磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氯化鉀中的一種或幾種和水溶性有機(jī)高分子材料(聚乙烯醇，或聚乙烯吡喏烷酮、或羥乙基纖維素，或醋酸纖維素，或羧甲基淀粉、或醋酸淀粉、或羥甲基纖維素、或羧甲基纖維素等)溶于水中。將高通孔率發(fā)泡玻璃在上述溶液中浸泡30分鐘到12小時(shí)。從溶液中過濾出、晾干即可。 `[0004]溶液中各物質(zhì)濃度范圍為:磷酸二氫銨1_6%，磷酸氫二銨1_6%，磷酸二氫鉀1_6%，磷酸氫二鉀1_6%，水溶性有機(jī)高分子材料1-6% (聚乙烯醇，或聚乙烯吡喏烷酮、或羥乙基纖維素，或醋酸纖維素，或羧甲基淀粉、或醋酸淀粉、或羥甲基纖維素、或羧甲基纖維素、或上述高分子物質(zhì)的混合物等) [0005]上述制備方法，其特征在于: [0006](a)利用磷酸二氫銨、磷酸氫二銨在水中電離出的磷酸氫根和磷酸二氫根離子，與發(fā)泡玻璃中殘留氧化鈣水化后生產(chǎn)的鈣離子反應(yīng)生成溶解度較小的磷酸氫鈣或磷酸二氫鈣。從而降低了發(fā)泡玻璃與水作用時(shí)產(chǎn)生的鈣和氫氧根離子濃度。 [0007](b)通過磷酸二氫銨、磷酸氫二銨的緩沖作用，使得pH值可以維持在6-8的范圍之內(nèi)。不影響植物的生長。 [0008](C)通過水溶性高分子材料在發(fā)泡玻璃孔壁形成穩(wěn)定的凝膠層，將磷酸鹽，銨離子等對(duì)植物生長有益物質(zhì)限制在凝膠中緩慢釋放，也不易被雨水沖走，延長了肥效時(shí)間，也減少了肥料損失。 [0009](d)該工藝簡單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量成產(chǎn)。 [0010]附表說明 [0011]表1為處理后樣品的浸泡液pH值、桶壓強(qiáng)度、吸水率、鹽份負(fù)載總量測量結(jié)果。 【具體實(shí)施方式】 [0012](I)溶液配制 [0013]方法1:稱取所需量的水溶性高分子，在攪拌下用熱水溶解，制備成較濃的溶液；在容器中放入劑量過的干凈水；加入稱量的磷酸二氫銨和磷酸氫二銨；再加入上面配制的水溶性高分子溶液，攪勻備用。 [0014]方法2:稱取所需量的水溶性高分子，在攪拌下用熱水溶解，制備成較濃的溶液；攪拌下直接加入稱量的磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀，攪勻備用。 [0015]方法3:稱取所需量的水溶性高分子，在攪拌下用熱水溶解，制備成較濃的溶液；攪拌下直接加入稱量的磷酸，然后加入計(jì)算量的氨水，計(jì)算量的硝酸鉀(或氯化鉀)攪勻備用。 [0016](2)浸潰工藝 [0017]在一個(gè)深度約I米的敞口水池(涂覆防水層的水泥池，或玻璃鋼池，或PVC池均可，不宜太深)中填 入發(fā)泡玻璃破碎塊，形成約80cm高的一層；表面用平板覆蓋，再于蓋板上面放置適當(dāng)?shù)闹匚?，以防止發(fā)泡玻璃的閉孔在水中形成的浮力將蓋板頂起。 [0018]將(I)中所配制的溶液注入池中，將發(fā)泡玻璃淹沒，浸潰30分鐘到12小時(shí)。將溶液重新抽回到溶液儲(chǔ)罐，卸去平板覆蓋和重物。浸潰過的發(fā)泡玻璃晾干即可。 [0019]實(shí)施實(shí)例 [0020]實(shí)例I [0021]按照上述實(shí)施方式所述工藝，將聚乙烯醇(牌號(hào)1799) 5kg溶解于95kg的熱水中，(水溫高于85°C，否則溶解很慢)，在PVC制成的水槽中加入97kg的清水，分別加入1.5kg的磷酸二氫銨和1.5kg的磷酸氫二銨。磷酸鹽溶解后，兩種溶液混合并攪拌均勻。 [0022]在另一個(gè)敞口水槽(有防水涂層的水泥槽，容積:深1.0X1.5X1.5)中放入50kg的發(fā)泡玻璃顆粒料(江蘇晶瑞特環(huán)保新材料有限公司提供，粒徑約2cm)。將發(fā)泡玻璃鋪平后，用平板蓋住，再于蓋板上放置20kg的重塊。最后把上述溶液注入水槽中，直至所有發(fā)泡玻璃顆粒料全部被浸沒。浸泡I小時(shí)后，把溶液抽回儲(chǔ)罐。取出浸潰后的發(fā)泡玻璃顆粒料，在自然環(huán)境中晾曬或經(jīng)風(fēng)吹干燥即可使用。檢測項(xiàng)目為:浸泡液PH值、桶壓強(qiáng)度、吸水率、磷酸鹽負(fù)載率等。性能檢測結(jié)果列于表1。 [0023]總配料比為: [0024]聚乙烯醇:5kg [0025]磷酸二氫銨:1.5kg [0026]磷酸氫二銨:1.5kg [0027]水:192kg [0028]注:用聚乙烯醇原料是磷酸鹽濃度不能太高，否則聚乙烯醇發(fā)生絮凝。本產(chǎn)品已經(jīng)在江蘇省江陰市某大樓天臺(tái)的草坪種植中使用半年，效果良好。[0029]實(shí)例2 [0030]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用聚乙烯吡喏烷酮(平均分子量4萬)和羥乙基纖維素為原料，總配料比為: [0031]聚乙烯吡喏烷酮(平均分子量4萬):0.5kg [0032]羥乙基纖維素:4kg [0033]磷酸二氫銨:2kg [0034]磷酸氫二銨:2kg [0035]水:191.5kg [0036]注:這兩種高分子的溶解性較好，配制溶液時(shí)不需要加熱，只需要較長時(shí)間的攪拌即可。其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0037]實(shí)例3 [0038]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用醋酸纖維素為原料，總配料比為: [0039]醋酸纖維素:4.0kg [0040]磷酸二氫銨:1.0kg [0041]磷酸氫二銨:2.0kg` [0042]磷酸二氫鉀:1.0kg [0043]水:192kg [0044]注:醋酸纖維素溶解性較好，配制溶液時(shí)不需要加熱，只需要較長時(shí)間的攪拌即可，但溶液酸性較強(qiáng)。其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0045]實(shí)例4 [0046]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用羧甲基纖維素為原料，總配料比為: [0047]羥甲基纖維素:4.0kg [0048]磷酸二氫銨:2.0kg [0049]磷酸氫二銨:2.0kg [0050]氯化鉀:1.0kg [0051]水:190kg [0052]注:羧甲基纖維素溶解性較好，配制溶液時(shí)不需要加熱，只需要較長時(shí)間的攪拌即可，但溶液酸性較強(qiáng)。其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0053]實(shí)例5 [0054]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用羥甲基纖維素為原料，總配料比為: [0055]羥甲基纖維素:4.0kg [0056]磷酸二氫銨:2.0kg [0057]磷酸氫二銨:2.0kg [0058]水:192kg [0059]注:羥甲基纖維素溶解性較好，配制溶液時(shí)不需要加熱，只需要較長時(shí)間的攪拌即可，但溶液酸性較強(qiáng)。其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0060]實(shí)例6 [0061]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用羥甲基纖維素和淀粉為原料，總配料比為: [0062]羥甲基纖維素:1.0kg[0063]羧甲基淀粉:4.0kg [0064]磷酸氫二銨:4.0kg [0065]磷酸二氫鉀:4.0kg [0066]水:187kg [0067]注:羥甲基纖維素溶解性較好，配制溶液時(shí)不需要加熱，只需要較長時(shí)間的攪拌即可，但溶液酸性較強(qiáng)。其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0068]實(shí)例7 [0069]按照上述實(shí)例I中所述工藝，選用聚乙烯吡喏烷酮(平均分子量4萬)羥乙基纖維素為原料，總配料比為: [0070]聚乙烯吡喏烷酮(平均分子量4萬):10.0kg [0071]磷酸二氫銨:6.0kg [0072]磷酸氫二銨:6.0kg [0073]水:178kg [0074]其它步驟與 實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0075]注:聚乙烯吡喏烷酮在水中的溶解性好，且耐鹽析性能優(yōu)異，抗絮凝。因此可以用它配制高磷酸鹽濃度的溶液，以提高負(fù)載率。 [0076]實(shí)例8 [0077]按照上述實(shí)例I中所述工藝，不加水溶性高分子。 [0078]總配料比為: [0079]磷酸二氫銨:2.0kg [0080]磷酸氫二銨:2.0kg [0081]水:196kg [0082]其它步驟與實(shí)例I完全相同。測試結(jié)果列于表1。 [0083]注:聚乙烯吡喏烷酮在水中的溶解性好，且耐鹽析性能優(yōu)異，抗絮凝。因此可以用它配制高磷酸鹽濃度的溶液，以提高負(fù)載率。 [0084]性能檢測方法: [0085](I)浸泡液pH值:分別將100克涂覆過和未涂覆的發(fā)泡玻璃顆粒料用300ml水浸泡8小時(shí)，檢測浸泡液的pH值。 [0086](2)桶壓強(qiáng)度:按照國際標(biāo)準(zhǔn)。 [0087](3)吸水率:分別將100克發(fā)泡玻璃顆粒料樣品用300ml水浸泡一小時(shí)，抽干浸泡液稱量發(fā)泡玻璃顆粒料的重量，計(jì)算吸水百分率(持水率，或儲(chǔ)水率)。 [0088](4)按照發(fā)泡玻璃浸潰后的重量增加即為吸附溶液量，再結(jié)合溶液中磷酸鹽濃度計(jì)算出磷酸鹽、鉀鹽等的吸附量。 [0089]表1檢測結(jié)果 [0090] 【權(quán)利要求】 1.制造方法:將磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、氯化鉀中的一種或幾種和水溶性有機(jī)高分子材料(聚乙烯醇，或聚乙烯吡喏烷酮、或羥乙基纖維素，或醋酸纖維素，或羧甲基淀粉、或醋酸淀粉、或羥甲基纖維素、或羧甲基纖維素等)溶于水中。將高通孔率發(fā)泡玻璃在上述溶液中浸泡30分鐘到12小時(shí)。從溶液中過濾出、晾干即可。溶膠涂覆的發(fā)泡玻璃可以用于花卉、樹木、農(nóng)作物的種植。負(fù)載的肥料可以緩慢釋放，減緩水沖流失。 2.溶液中各物質(zhì)濃度范圍為:磷酸二氫銨1_6%，磷酸氫二銨1-6%，磷酸二氫鉀1-6%，磷酸氫二鉀1_6%，硝酸鉀(或氯化鉀)1-5% ;水溶性有機(jī)高分子材料1-10% (聚乙烯醇，或聚乙烯吡喏烷酮、或 羥乙基纖維素，或醋酸纖維素，或羧甲基淀粉、或醋酸淀粉、或羥甲基纖維素、或羧甲基纖維素、或上述高分子物質(zhì)的混合物等)。 【文檔編號(hào)】C05G3/00GK103819263SQ201410009998 【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日 【發(fā)明者】李坤, 胡東, 李政, 孫富興, 陳俊律 申請人:常州大學(xué), 江蘇晶瑞特環(huán)保新材料有限公司 |
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