CN103143551B

CN103143551B - 铬革屑原形态脱铬的方法及其产物在生产肥料方面的应用

Info

Publication number: CN103143551B
Application number: CN201310102298.2A
Authority: CN
Inventors: 王全杰; 简未平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: CN103143551A

Abstract

本发明涉及铬革屑原形态脱铬的方法及其产物在生产肥料方面的应用，加入水、氧化钙在20～40℃条件下浸泡1～4天，水洗过滤；向滤渣中加入水、酸和盐，在20～30℃条件下脱铬2～4h，水洗过滤；继续向滤渣中加入水、盐和碱，保温脱铬30～60min后，调节pH至中性，水洗过滤；烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物；将该铬革屑原形态脱铬产物与草木灰混合粉碎、造粒，获得农用复合肥料。所得复合肥料不仅铬含量低，同时富含钾元素和有机氮，并且具有一定缓释功能，可以有效促进植物生长。

Description

铬革屑原形态脱铬的方法及其产物在生产肥料方面的应用

技术领域

本发明涉及铬革屑原形态脱铬的方法及其产物在生产肥料方面的应用。

背景技术

在经历了30年皮革工业的迅猛发展之后，我国已经成为世界公认的皮革大国，同时制革工业也继造纸工业和酿造工业之后，成为第三大污染行业，每年排放制革污水约8000～12000万吨，产生含铬皮屑皮渣30～40万吨，其中主要以铬革屑的形式存在，因此，如何高效合理地回收利用革屑成为行业关注的焦点。

随着我国农业的快速发展，农用肥料的品种也越来越多样化。从调节土壤微生物和促进农业可持续发展的角度讲，有机肥仍是肥料产品开发和应用的热点。有机肥的开发在保证充足的营养成分的同时，降低成本也是很实际的问题。

张鹏等（参见：一种利用皮革废弃物制备氨基酸、小分子肽复合有机肥料及铬收回的方法[P]. 中国: CN201010556326.4. 2011.8.17.）将经过脱铬处理的制革废弃物水解成蛋白质多肽和氨基酸，再通过浓缩干燥获得有机肥。但是该工艺并未对水解产物中铬含量进行分析，本领域技术人员不清楚其应用安全性。同时，所获得的水解产物为液态物质，干燥工艺复杂，且造粒受到限制，生产应用成本较高，不适合推广应用。

铬革屑中丰富的氮可成为有机肥的有效营养成分，若能寻找一种成本低廉的方法对铬革屑进行脱铬，且脱铬后不导致铬革屑发生大量水解，那么将对铬革屑在有机肥中的资源化利用和新型有机肥的研发都具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种铬革屑原形态脱铬的方法及其产物在生产肥料方面的应用，通过设计合理的工艺步骤筛选合适的工艺参数，以解决目前铬革屑脱铬后大量水解的问题。

本发明采用以下技术方案：

铬革屑原形态脱铬的方法，其特征在于，下列步骤进行：

1）称量以下重量配比的原料：铬革屑1份、水5～10份、氧化钙0.1～0.2份，20～40℃条件下浸泡1～4天，然后水洗过滤，得一次滤渣；

2）向所述一次滤渣中加入4～7重量份水、0.8～1重量份酸和0.1～0.2重量份氯化钠，在20～30℃条件下恒温脱铬2～4h，然后水洗过滤，得二次滤渣；

3）向所述二次滤渣中加入5～10重量份水、0.1～0.2重量份的碱、0.1～0.2重量份氯化钠，在20～30℃条件下保温脱铬30～60min，然后调节pH至中性，水洗过滤，得三次滤渣；将所述三次滤渣烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物。

所述酸是指硫酸和草酸按照质量比硫酸：草酸1:2~4混合而成的混合酸；所述碱为氢氧化钠、氧化镁中的任意一种。

所述三次滤渣烘干采用两步干燥法；首先在60～70℃条件下低温干燥3～5h，使水分含量达到20%以下；之后再进行高温干燥，控制温度110～120℃，干燥40～70min。

所述的铬革屑原形态脱铬的方法所得终产物在生产肥料方面的应用，其特征在于，将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粉末状，按照重量比7:7～3的比例与草木灰混合，然后按8mm粒径大小造粒，即得所述肥料；

所述粉碎过程分初粉碎和精粉碎两步进行，即：第一步，将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粒度为6~8mm的粗颗粒；第二步，将所述粗颗粒进一步粉碎成粉末状。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明选择酸、碱、盐等低廉化学品为脱铬原料，可降低生产成本，有利于产品的市场推广。

（2）脱铬后的革屑铬含量低，经检测，满足有机肥国家标准中对铬含量≤150ppm的要求。

（3）脱铬过程中革屑水解率低，基本保持原形态，便于产品的干燥和造粒操作。同时原形态脱铬保留了革屑中的部分胶原纤维结构，使肥料产品具有一定缓释功能。

具体实施方式

为了更好地理解和实施本发明，下面结合具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

称量铬革屑50g、氧化钙5g、蒸馏水500mL，充分搅拌后，30℃保温浸泡2d，期间需经常搅拌以保证铬革屑充分分散；水洗过滤，向滤渣中加入蒸馏水350mL、5g氯化钠、草酸10g和浓硫酸15mL，充分搅拌，25℃保温脱铬2h，水洗过滤；继续向滤渣中加入350mL蒸馏水、5g氢氧化钠碱和8g氯化钠，25℃条件下保温脱铬40min后，调节pH至中性，充分水洗，过滤；将滤渣烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物。

烘干过程采用两步干燥法：首先在60～70℃条件下低温干燥3h，使水分含量达到20%以下；之后再进行高温干燥，控制温度110～120℃，干燥70min。

称取铬革屑原形态脱铬产物70g粉碎后，加入草木灰70g，充分混合，然后按8mm粒径大小造粒，即得所述肥料；所述粉碎过程分初粉碎和精粉碎两步进行，即：第一步，将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粒度为6~8mm的粗颗粒；第二步，将所述粗颗粒进一步粉碎成粉末状。

实施例2

称量铬革屑50g、氧化钙7g、蒸馏水250mL，充分搅拌后，40℃保温浸泡1d，期间需经常搅拌以保证铬革屑充分分散；水洗过滤，向滤渣中加入蒸馏水300mL、6g氯化钠、草酸15g和浓硫酸15mL，充分搅拌，30℃保温脱铬3h，水洗过滤；继续向滤渣中加入250mL蒸馏水、7g氢氧化钠和5g氯化钠，20℃条件下保温脱铬30min后，调节pH至中性，充分水洗，过滤；将滤渣烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物。

烘干过程采用两步干燥法：首先在60～70℃条件下低温干燥4h，使水分含量达到20%以下；之后再进行高温干燥，控制温度110～120℃，干燥60min。

称取铬革屑原形态脱铬产物70g粉碎后，加入草木灰30g，充分混合，然后按8mm粒径大小造粒，即得所述肥料；所述粉碎过程分初粉碎和精粉碎两步进行，即：第一步，将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粒度为6~8mm的粗颗粒；第二步，将所述粗颗粒进一步粉碎成粉末状。

实施例3

称量铬革屑50g、氧化钙10g、蒸馏水400mL，充分搅拌后，20℃保温浸泡4d，期间需经常搅拌以保证铬革屑充分分散；水洗过滤，向滤渣中加入蒸馏水200mL、10g氯化钠、草酸10g和浓硫酸20mL，充分搅拌，20℃保温脱铬4h，水洗过滤；继续向滤渣中加入500mL蒸馏水、10g氧化镁和10g氯化钠，60℃条件下保温脱铬60min后，调节pH至中性，充分水洗，过滤；将滤渣烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物。

烘干过程采用两步干燥法：首先在60～70℃条件下低温干燥5h，使水分含量达到20%以下；之后再进行高温干燥，控制温度110～120℃，干燥40min。

称取铬革屑原形态脱铬产物70g粉碎后，加入草木灰50g，充分混合，然后按8mm粒径大小造粒，即得所述肥料；所述粉碎过程分初粉碎和精粉碎两步进行，即：第一步，将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粒度为6~8mm的粗颗粒；第二步，将所述粗颗粒进一步粉碎成粉末状。

下面通过相关实验数据进一步说明本发明的有益效果：

铬革屑的水解情况用水解率、氮回收率和脱铬率衡量，结果如表1。

表1 铬革屑原形态脱铬效果统计表

实验组	实施例1	实施例2	实施例3
				水解率/%	10.4	16.7	18.4
氮收率/%	88.2	80.6	74.2
				脱铬率/%	94.2	97.6	98.4

表1中水解率的计算公式为：

式中，M_样——水解底物的初始质量，g；

m_滤渣——水解产物抽滤滤渣烘干后的质量，g。

氮收率的计算公式为：

其中，氮含量的测定依据QB/T2722—2005来测定。

脱铬率的公式为：

其中，铬含量的测定依据QB/T2720-2005操作。

由表1可知，使用原形态脱铬方法在达到较高脱铬率的同时，革屑形态不受太大影响，氮营养损失较小。

本实验所制备的有机肥用于大豆种植过程的施肥，通过氮含量、钾含量、铬含量和缓释周期（氮元素在25℃静水中浸提开始至达到80%养分累积释放率所需的时间）等指标衡量有机肥产品的性能。以草木灰为空白对照组。结果统计如表2。

表2 有机肥性能指标

实验组	空白对照组	实施例1	实施例2	实施例3
					氮含量/%	1.4	8.1	9.0	8.7
钾（K₂O）含量/%	7.3	3.5	3.0	3.2
					磷(P₂O₃)含量/%	2.6	1.6	1.7	2.0
铬(Cr₂O₃)含量/ppm	10	121	124	143
					缓释周期/月	1.4	7.8	9.4	8.5

表2中氮含量按照QB/T2722—2005来测定，铬含量按照QB/T2720-2005测定，钾含量、磷含量和缓释周期按照NY525—2012测定。该肥料的氮含量、钾含量、磷含量和铬含量等指标满足NY525—2012中对有机肥营养物质的要求，同时，与空白对照相比可见，该有机肥具有一定缓释功能。

Claims

1.铬革屑原形态脱铬的方法所得终产物在生产肥料方面的应用，其特征在于，

所述铬革屑原形态脱铬的方法，按照下列步骤进行：

3）向所述二次滤渣中加入5～10重量份水、0.1～0.2重量份的碱、0.1～0.2重量份氯化钠，在20～30℃条件下保温脱铬30～60min，然后调节pH至中性，水洗过滤，得三次滤渣；将所述三次滤渣烘干后得到铬革屑原形态脱铬产物；

将所述铬革屑原形态脱铬产物粉碎成粉末状，按照重量比7:7～3的比例与草木灰混合，然后按8mm粒径大小造粒，即得所述肥料；

2.如权利要求1所述的铬革屑原形态脱铬的方法所得终产物在生产肥料方面的应用，其特征在于，所述酸是指硫酸和草酸按照质量比硫酸：草酸1:2~4混合而成的混合酸；所述碱为氢氧化钠、氧化镁中的任意一种。

3.如权利要求1所述的铬革屑原形态脱铬的方法所得终产物在生产肥料方面的应用，其特征在于，所述三次滤渣烘干采用两步干燥法；首先在60～70℃条件下低温干燥3～5h，使水分含量达到20%以下；之后再进行高温干燥，控制温度110～120℃，干燥40～70min。