一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，属于脱硫副产物的二次开发利用。本发明专利技术的缓释型高分散水溶硫土壤调理剂，其成分含量以质量百分比计为：5 wt%~30 wt%的单质硫、1 wt%~10 wt%的润湿剂、1 wt%~8 wt%的分散剂、0.3 wt%~2 wt%的防冻剂、0.3 wt %~5 wt%的杀虫剂、0.5 wt%~3 wt%的除草剂、0.1 wt%~2 wt%的生物抑制剂、0.2 wt%~1.5 wt%的增稠剂、0.1 wt%~1 wt%的消泡剂。该土壤调理剂具有缓释性、高分散、环保和成本低、水溶化剂型、应用缓释效果好、成本低、对环境友好等优点。该制剂是固废环保处理的综合开发利用，提升脱硫副产物的产品附加值，为固废硫膏的环保处理带来了经济效益。

A slow-release and highly dispersible water-soluble sulfur soil conditioner and its preparation method

The present invention relates to a slow release type of highly dispersible water soluble sulfur soil conditioner, which belongs to the two development and utilization of the desulphurizing by-products. The invention of the sustained release of highly dispersed water soluble sulfur content in soil conditioner, the quality percentage is 5 wt%~30 wt%, 1 wt%~10 sulfur wetting agent wt% and 1 wt%~8 wt% dispersant, 0.3 wt%~2 wt% antifreezer, 0.3 wt%~5 wt% wt% ~3 insecticides, 0.5 wt%, 0.1 wt%~2 herbicide wt%, 0.2 wt%~1.5 biological inhibitor wt% thickening agent, 0.1 wt%~1 wt% defoaming agent. The soil conditioner has the advantages of slow release, high dispersion, environmental protection and low cost, water soluble dosage form, slow release effect, low cost and friendly environment. The preparation is the comprehensive development and utilization of solid waste treatment and environmental protection, enhance the added value of the by-product products, brings economic benefits for the environmental treatment of solid waste sulfur ointment.

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂及其制备方法
本专利技术属于废弃物回收、绿色环保领域，具体涉及一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂及其制备方法。
技术介绍
针对目前湿法脱硫产物硫膏主要成分是单质硫磺，因其纯度低、产量少，基本为堆弃状态，带来固废污染。若硫膏精制成高纯度的硫磺进行销售，则需要通过脱水、融化、成型、冷却等诸多繁琐工序，带来硫膏二次加工成本高，经济效益差。因此，低成本下，解决脱硫产物固废污染的同时提升产品附加值，成为当前环保产业亟待解决的难题。全球范围内对含硫肥料的增长需求源自某些情况下农作物（如油菜）减产与土壤中硫含量不足有关。硫以单质硫、硫酸铵、硫代硫酸铵、硫酸氢铵、硫化物或硫酸钙（石膏）的形式加以应用。磷酸盐型含硫肥料的制造方法经常涉及使用或引入硫酸盐。硫酸盐的缺点是它们在土壤中非常活动并且容易滤出根区，有效地使得植物得不到硫酸盐养分。单质硫不像硫酸盐那样容易地从土壤中滤出。微米尺寸的单质硫粒子(例如尺寸从1至200μm)在种植季节期间被土壤细菌氧化成硫酸盐硫，其是植物利用的形式。单质硫因此可被认为是植物养分硫的缓慢（延时）释放形式，其较少倾向于滤出农作物根区。因此，在含硫肥料中作为单质硫引入硫是有利的。与传统的化学硫不同，采用生物脱硫技术所产生的单质态硫的微粒结构有较好的亲水性，不易堵塞设备管道，然而其最大弊端是在水溶液中放置时容易沉淀变质。在生物脱硫过程中，氧化钛的含硫污染物必需先经生物还原作用生成硫化物，然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、那不勒斯硫杆菌、脱氮硫杆菌等。全世界广泛分布的杂草有30000种，每年约1800种对作物造成不同程度的危害，每年因杂草危害造成的农作物减少高达9.7%。目前农作物病虫害频发，农民的环保意识不强，农民大量使用高效高毒农药，污染了空气和水源，粮食和蔬菜农药残留严重，食品安全事件多有发生，粮食安全极大的威胁着人民生命健康，粮食安全已经成为全社会关注的焦点。土壤污染逼近舌尖，土壤修复迫在眉睫。但目前市场上极度缺乏用来修复改良土壤的高效产品。US4372872公开了一种方法，其中通过用高剪切混合器搅拌水性介质，并将硫(以微粒或熔融的形式)引入所述搅拌的介质中，产生硫的悬液。通过这种方法得到的分散体具有的缺点是所得到的含单质硫的肥料的粒度和粒度分布将留下相当的改进空间，因为如果没有强力搅拌的话，硫将与连续相分离。WO2010/102389公开了将结块的硫转变成微米尺寸的粉末的方法，借此所述硫在过热的分散剂溶液中以熔融的形式被微粉化。使用过热的分散剂溶液包括制备所述分散剂溶液和在压力下实行所述微粉化，因此在这样做时消耗了大量的能量。US5571303公布了另一种硫基微粒肥料，包括：均匀的硫分散体，以及选自硫酸铵、磷酸铵和其混合物中的至少一种。US2010288005公开了生产由多种材料的混合物制成的片剂的方法，和生产含硫肥料的方法，其中所述片剂利用滴形成器形成，借此所述含硫肥料通过在紧靠所述滴形成器的上游或其内施加超声波而微粉化。US5599373涉及一种粒状形式的农用硫基化学土壤改进剂或调节剂。该产品包括：硫磺粉，选自粘土、膨润土、高岭土及以上混合物的至少3％重量比的惰性化合物，以及至少0.5％重量比的润湿剂。CN100360639C公开缓释型土壤调理剂及其生产方法，采用凹凸棒石粘土ATB和丙烯酸纳为原料加工制成土壤调理剂，保水的同时，实现对植物的增肥和杀菌。CN104292028A公开一种水溶性可降解材料包覆的肥料的制备方法，使用聚酸、聚乙二醇等原料制成的可降解包覆型肥料。CN104045399B公开一种土壤修复剂及其制备方法，包括氰氨化钙、微量元素肥、有益菌等，可调节土壤酸碱度，杀虫、修复土壤环境等。水溶性土壤调理剂是一种能够完全溶解于水的多元素高效土壤调理剂，其效力取决于其氧化为植物可利用的硫酸盐形式的速度。在土壤中，氧化为硫酸盐是涉及细菌种类如硫杆菌的微生物过程。该反应的速度受到土壤和环境因素以及配方产品的物理和化学特性极大的影响。相对于传统的调理剂，水溶性硫土壤调理剂具有速溶、缓释性、见效快、无残渣、施用方便等显著优点，水溶性土壤调理剂可溶于水中，通过水肥一体化的滴灌施肥、喷施施肥达到节水、节肥、省工的目的。水溶性硫土壤调理剂兼有环保和成本低的特点，是目前土壤调理剂加工发展的一大趋势。
技术实现思路
为了克服现有农作物、果树和蔬菜土质差、虫体和病菌体蔓延、杂草滋长、有效肥料不易吸收或吸收速度慢、易产生环境污染等缺点，本专利技术的目的在于开发出一种高含量、环保型、易吸收、利用率高的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂及其制备方法，具有缓释型、高分散、环保和成本低、水性化剂型的特性，起到改善土壤品质、抑制杂草生长，对农作物可起到增产并极大防治病害的作用。为实现以上目的，本专利技术采取了以下的技术方案：一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂其特征在于：有效活性成分是单质硫，并辅加润湿剂、分散剂、防冻剂、杀虫剂、除草剂、生物抑制剂、增稠剂、消泡剂多种助剂，其成分按质量百分比计，包括5wt%~30wt%的单质硫、1wt%~10wt%的润湿剂、1wt%~8wt%的分散剂、0.3wt%~3wt%的防冻剂、0.3wt%~5wt%的杀虫剂、0.5wt%~3wt%的除草剂、0.1wt%~2wt%的生物抑制剂、0.2wt%~1.5wt%的增稠剂、0.1wt%~1wt%的消泡剂。一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂制备方法，采取了以下步骤：（1）在超声反应釜中加入去离子水，添加单质硫，采用超声辐射预处理，使用超声频率为30~50kHz，功率为20~80w，时间为30~60min；（2）将分散的硫浆液倒入高剪切均化器中，并添加润湿剂、分散剂、防冻剂进行搅拌均相，搅拌30~60min，使之成为分散的或乳化的水溶性硫悬浮液，进入中间贮罐；（3）添加杀虫剂、生物抑制剂、除草剂，搅拌30~60min；（4）添加增稠剂、消泡剂，搅拌10~30min，制成产品。进一步地，缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，进一步地，所述的单质硫可以是从CLAUS工艺中获得的纯度大于99.9%的CLAUS硫，也可以是得自化学湿式氧化法或生物法H2S气体脱除过程得到的纯度为30wt%~99.9wt%的单质硫。注：CLAUS硫是指经克劳斯硫回收工艺，使酸性气中的H2S转变为单质硫。首先在燃烧炉内三分之一的H2S与氧燃烧，生产SO2，然后剩余的H2S与生成的SO2在催化剂的作用下，进行克劳斯反应生成硫磺。进一步地，所述的单质硫优选自含硫化氢气源通过微生物法利用硫杆菌属生物催化得到，如氧化亚铁硫杆菌通过酸性生物脱硫亦或脱氮硫杆菌通过碱性生物脱硫得到的单质硫。进一步地，所述的润湿剂选自十二烷基萘磺酸钠、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚乙氧基化合物、二辛基黄基琥珀酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚或苯乙基酚聚氧乙烯醚缩合物中的一种或几种。进一步地，所述的分散剂选自木质素磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、壬基酚酯丁二酸半酯磺酸钠、苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物或烷基酚聚氧乙烯基磷酸酯中的一种或几种。进一步地，所述的防冻剂选自乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、乙二醇丁醚、二氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂中有效活性成分是单质硫，并添加润湿剂、分散剂、防冻剂、杀虫剂、除草剂、生物抑制剂、增稠剂和消泡剂，成分按质量百分比计，包括5 wt%~30 wt%的单质硫、1 wt%~10 wt%的润湿剂、1 wt%~8 wt%的分散剂、0.3 wt%~3 wt%的防冻剂、0.3 wt %~5 wt%的杀虫剂、0.5 wt%~3 wt%的除草剂、0.1 wt% ~2 wt%的生物抑制剂、0.2 wt%~1.5 wt%的增稠剂、0.1 wt%~1 wt%的消泡剂。

【技术特征摘要】
1.一种缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂中有效活性成分是单质硫，并添加润湿剂、分散剂、防冻剂、杀虫剂、除草剂、生物抑制剂、增稠剂和消泡剂，成分按质量百分比计，包括5wt%~30wt%的单质硫、1wt%~10wt%的润湿剂、1wt%~8wt%的分散剂、0.3wt%~3wt%的防冻剂、0.3wt%~5wt%的杀虫剂、0.5wt%~3wt%的除草剂、0.1wt%~2wt%的生物抑制剂、0.2wt%~1.5wt%的增稠剂、0.1wt%~1wt%的消泡剂。2.根据权利要求1所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：单质硫是从CLAUS工艺中获得的纯度大于99.9%的CLAUS硫，或者是从化学湿式氧化法或生物法H2S气体脱除过程得到的纯度为30wt%~99.9wt%的单质硫。3.根据权利要求2所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：单质硫是从含硫化氢气源通过微生物法利用硫杆菌属生物催化得到。4.根据权利要求3所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：单质硫是从氧化亚铁硫杆菌通过酸性生物脱硫或脱氮硫杆菌通过碱性生物脱硫得到的。5.根据权利要求1所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：润湿剂选自十二烷基萘磺酸钠、月桂醇硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚乙氧基化合物、二辛基黄基琥珀酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚或苯乙基酚聚氧乙烯醚缩合物中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：分散剂选自木质素磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、壬基酚酯丁二酸半酯磺酸钠、苯乙基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物或烷基酚聚氧乙烯基磷酸酯中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的缓释型高分散水溶性硫土壤调理剂，其特征在于：防冻剂选自乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、乙二醇丁醚、二氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几种。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔京，郝爱香，毛松柏，孔凡敏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32