20140319木质素磺酸盐在肥料方面的应用研究综述

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1、木质素磺酸盐在肥料方面的应用研宄综述张玉娟20140319木质素作为地球上每年生长的数量仅次于纤维素的第二大天然高分子聚合物，仅国内制浆造纸工业每年大约就有5000吨左右的木质素副产品，制浆废液屮除含有大:W:的木质素、半纤维素等有机物质外，还含有植物生长所必需的大M:营养元素，如氮、磷、钾、硫等，若加以综合利用，则可变废为宝，带来可喜的环境效益和社会效益。0前（2012.7）仅有安徽天一纸业、山东泉林纸业等少数企业实现了综合利用，在众多中小型造纸企业成力污染环境的废物。实现制浆黑液的资源化利用，拓宽木质素的应用领域，推动中小型造纸企

2、业资源化回收黑液屮的木质素，巾此屮小型造纸厂可通过出售木质素或其它衍生产品，收回全部木质素分离投资成本，显著降低污水处理成本，从而改善生态环境。因此，制浆黑液中木质素资源化利用不论是从解决造纸工业污染的角度出发，还是从可再生资源综合利用的角度山发，都是一个重要课题。m木质素及其衍生物木质素磺酸盐等是一种具有网状结构的天然高分子有机化合物，具有大量的活性基团和较强的吸附能力，能与作物生长所必须的氮、磷、钾等经特定的化学反应以及物理吸附合成有机-无机S混肥。肥料中的养分释放是随着木质素在自然界的腐解而进行的，而木质素在土壤中降解缓慢，因此

3、这种肥料具有较强的缓释特性。我国是一个农业大国，农业市场广阔，若能将木质素产品开发与农业生态环境保护相结合起来，既可解决制浆造纸工业的污染问题，又能促进生态农业的发展，是一条极具特色且发展潜力巨大的有效途径。⑵近年来，研究者们正致力于腐植质类缓释或控释氮肥的开发，目的是要提高肥料的利用率和减少对环境的影响。木质素是土壤中形成腐植质物质的重要先体，已经通过不同的方法广泛用于缓释或控释氮肥的制备研究。一、木质素磺酸盐作包膜剂类有机-无机复混缓释肥屮国农业科学院土壤肥料研宄所张夫道等2005年发明了“有机-无机复混缓释肥料生产方法”，以干基

4、40%发酵腐熟的规模化畜禽场粪便或风化煤（腐殖酸含呈50%以上）与60%的化肥（氮、磷、钾可按不同作物需求进行不同配比）为原料，使用有机复混肥干基量0.5%-1%的造粒粘结剂CF2生产有机-无机复混肥，筛选要求粒径采川不同时段释放养分的包膜剂：磺化木质素胶结包膜剂、腐殖酸类混聚物胶结包膜剂、废弃塑料-淀粉混聚物胶结包膜剂、粘土-聚酯混聚物胶结包膜剂包膜，生产有机-无机复混缓释肥料，从而延长复浞肥料屮氮素的释放时间，适用于各种作物施用。包膜的生产方法：S混肥经皮带输送至旋转包膜圆筒的包膜室，一边在旋转圆筒内转动上扬，一边喷洒雾状包膜剂，

5、至复混肥表妞完全湿润为止（包膜剂母液使用量为复混肥千基质量的1%-3%），然后进入扑粉干燥室，湿润的肥料颗粒一边转动、上扬和滚动，一边沾上一层滑石粉（过200FI筛孔），最后再干燥、筛选、装袋。141为了评价各肥料氮素养分的缓释性能，采用土柱间歇淋洗法结果如下：土柱中氮素累积淋出率（％）肥料品种2d4d6d8d14d20d等NPK化肥4.016.738.379.8012.5915.46CF2粘结肥2.653.584.315.817.018.20废弃塑料一淀粉混聚物包膜肥1.852.673.323.804.255.04粘土一聚酯混聚物包

6、膜肥2.53.154.304.876.176.98磺化木质素混聚物包膜肥1.422.193.013.534.855.57腐殖酸类混聚物包膜肥1.932.623.323.784.915.81土柱水淋洗结果，20天氮素累积淋出率以废弃塑料-淀粉混聚物包膜肥为最低，其次为磺化木质素混聚物包膜肥和腐殖酸类混聚物包膜肥，再其次为粘土•聚酯混聚物包膜肥，造粒粘接剂CF2胶结肥氮素累积淋出率较氮远低于等NPK化肥，说明CF2粘结型有机-无机混肥有一定的缓释效果。同时说明用以上包膜剂包裹后，可延长肥料屮氮素的释放时间。这4种包膜剂均可用于有机-无机复

7、混肥料包膜剂，设备简单，在现有复混肥设备基础上改造完善即可生产有机-无机复婚缓释肥。［41其中，磺化木质素胶结包膜剂的生产方法为：以浓造纸黑液（硫酸盐法或碱法制浆，固形物约50%以上）为原料，采用氧化、磺化、分散、高剪切技术，先通入空气约7（TC氧化，然后加入10%-20%的硫酸溶液调节黑液pH至7.0左右，磺化木质素析出，用板框过滤机过滤上述磺化木质素混合液，并用水冲洗除掉硫酸钠，获得磺化木质素滤饼，经破碎后，加入5-10倍自来水，边加边搅拌，制备成木质素悬浮液，加入木质素量5%-10%的十二烷基苯礎酸钠，以10000r/min的速

8、度搅拌分散10-15min后，再用高剪切机经30000r/min高剪切5-lOmin，制备成纳米级磺化木质素浞聚物水溶液用于石灰性土壤（或调pH后不经过滤、除硫酸钠、加水，其他流程不变，可制得用于酸性土壤的纳米级磺化木质