水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途及其一種制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途及其一種制備方法。其制備步驟為，1）將KMnO4溶液加熱煮沸，開啟強(qiáng)力攪拌后，緩慢加入鹽酸溶液；2）加入完畢后繼續(xù)反應(yīng)30-40min，然后讓產(chǎn)物在60-70℃下老化處理10-12h得懸浮液；3）懸浮液自然冷卻至室溫，抽濾懸浮液得到黑褐色沉淀物并用去離子水清洗沉淀物至電導(dǎo)率小于20uS/cm，然后將黑褐色沉淀物凍干并研磨過60目篩即得到人工制備的水鈉錳礦。本發(fā)明提出了水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途，大大擴(kuò)展了水鈉錳礦的應(yīng)用。本發(fā)明水鈉錳礦具有如下有益效果：1.穩(wěn)定性強(qiáng)，不易揮發(fā)。2.生態(tài)可接受性好。3.成本低廉，施用少量。
【專利說明】水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途及其一種制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水鈉錳礦，具體指水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途及其一種制備方法，屬于硝化抑制劑領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]氧化錳礦物的高度缺陷性結(jié)構(gòu)和非理想配比性，使其不僅對自然界中的重金屬、貴重金屬、過渡金屬以及稀土元素等具有強(qiáng)烈的吸附和富集能力，而且還可以氧化或催化氧化環(huán)境中的無機(jī)離子以及一些有機(jī)物，從而調(diào)控這些物質(zhì)在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和毒性。水鈉錳礦為氧化錳礦的一種，一般以弱晶質(zhì)形式存在。人工在較低PH條件下合成的水鈉猛礦，為細(xì)針球狀結(jié)晶，常稱酸性水鈉猛礦，其為六方晶系，晶胞參數(shù)為a=0.284nm,c=0.700nm,這與天然水鈉猛礦非常接近。由于水鈉猛礦的比表面大、電荷零點(diǎn)低、陽離子交換量高、氧化能力強(qiáng)，故對土壤、地下水、海洋及水體中的氧化還原和吸附解吸等環(huán)境化學(xué)行為起著重要的作用。另一方面水鈉錳礦獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)使其可以作為離子交換材料、二次銼離子電池材料、多相催化劑等應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。
[0004]錳礦產(chǎn)品包括冶金錳礦、碳酸錳礦粉、化工用二氧化錳礦粉和電池用二氧化錳礦粉等。二氧化錳在干電池中作消極劑；在有色金屬濕法冶金、氫醌(對苯二酸)生產(chǎn)、鈾的提煉上作氧化劑；在陶瓷和搪瓷生產(chǎn)中作氧化劑和釉色；在玻璃生產(chǎn)中用于消除雜色和制作裝飾玻璃；在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用僅僅局限于農(nóng)藥的吸附和降解。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對水鈉錳礦應(yīng)用的上述局限性，本發(fā)明的目的在于提供一種水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途。
[0007]本發(fā)明還提供了一種水鈉錳礦的簡易制備方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途。
[0009]水鈉錳礦作為硝化抑制劑的使用方法，將水鈉錳礦以氮肥質(zhì)量的2.6-3.3%的添加量加入到氮肥中，再將添加有水鈉錳礦的氮肥施加到土壤中即可。
[0010]水鈉錳礦制備方法，其制備步驟為，
1)將KMnO4溶液加熱煮沸，開啟強(qiáng)力攪拌后，緩慢加入鹽酸溶液；KMn04和鹽酸的摩爾比為 2.5:1-2:1 ；
2)加入完畢后開始計(jì)時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)30-40min，然后讓產(chǎn)物在60-70°C下老化處理10_12h得懸浮液；
3)老化處理結(jié)束后，懸浮液自然冷卻至室溫，抽濾懸浮液得到黑褐色沉淀物并用去離子水清洗沉淀物至電導(dǎo)率小于20uS/cm，然后將黑褐色沉淀物凍干并研磨過60目篩即得到人工制備的水鈉錳礦。
[0011]第2)步的繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選30min，老化處理溫度優(yōu)選60°C，老化處理時(shí)間優(yōu)選12h。
[0012]作為優(yōu)選實(shí)施例，第I)步KMnO4溶液的濃度為0.4mol/L,量為1000mL,鹽酸濃度為6mol/L，量為30mL，KMnO4溶液加入鹽酸溶液的速率為lmL/min且逐滴加入。
[0013]本發(fā)明提出了水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途，大大擴(kuò)展了水鈉錳礦的應(yīng)用。相比較現(xiàn)有的硝化抑制劑，本發(fā)明水鈉錳礦具有如下有益效果:
1.穩(wěn)定性強(qiáng)，不易揮發(fā)。本發(fā)明使用水鈉錳礦與氮肥混勻使用，該新型硝化抑制劑存在于無機(jī)肥料中或在其表面上，不易揮發(fā)。在這種情況下，提高了已處理無機(jī)肥料的貯存穩(wěn)定性，避免了硝化抑制劑在貯存期間或施到土壤中的損失。
[0014]2.具有生態(tài)可接受性的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備的酸性水鈉錳礦與天然水鈉錳礦各理化性質(zhì)非常接近，因?yàn)樗c錳礦本身就作為一種氧化物存在于土壤中，故不會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。
[0015]3.成本低廉，施用少量。酸性水鈉錳礦制作成本低廉，且由于其不具揮發(fā)性，可以減少無機(jī)肥料中硝化抑制劑的加入量，這樣就使得硝化抑制劑的施加成本降低，還具有更好的環(huán)境耐受性，適于在農(nóng)田大規(guī)模推廣施用。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]雖然在現(xiàn)有技術(shù)中有通過人工方法制備得到水鈉錳礦，但在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用僅僅局限于農(nóng)藥的吸附和降解。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)水鈉錳礦具有硝化抑制劑的一些效能，因此將其作為一種新型的硝化抑制劑來降低或減緩硝化過程，并在實(shí)際使用時(shí)與氮肥混勻施加到土壤中，從而提高農(nóng)田氮肥利用率并避免農(nóng)業(yè)面源污染。
[0018]具體使用方法是將水鈉錳礦以氮肥質(zhì)量的2.6-3.3% (優(yōu)選3%)的添加量加入到氮肥中，再將添加有水鈉錳礦的氮肥施加到土壤中即可。
[0019]本發(fā)明水鈉錳礦的制備過程為，
I)將KMnO4溶液加熱煮沸(既可在恒溫油浴下加熱煮沸，也可以直接在電爐上加熱煮沸)，開啟強(qiáng)力攪拌后，緩慢加入濃鹽酸溶液。KMn04和鹽酸的摩爾比為2.5:1-2:1 ;也可按KMnO4:HCL濃度比為1:15，體積比為100:3進(jìn)行量的控制，這樣制備效果更好。
[0020]2)加入完畢后開始計(jì)時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)30_40min，然后讓產(chǎn)物在60_70°C下老化處理10_12h得懸浮液；
3)老化處理結(jié)束后，懸浮液自然冷卻至室溫，抽濾懸浮液得到黑褐色沉淀物并用去離子水清洗沉淀物至電導(dǎo)率小于20uS/cm，然后將黑褐色沉淀物凍干并研磨過60目篩即得到人工制備的水鈉錳礦。
[0021]一個(gè)優(yōu)選制備方法是:將1000mL 0.4mol/L的KMnO4溶液在恒溫油浴加熱下煮沸，開啟強(qiáng)力攪拌后，按lmL/min的速率逐滴加入30mL 6mol/L的鹽酸，滴加完畢后開始計(jì)時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)30min，產(chǎn)物在60°C下老化處理12h。反應(yīng)結(jié)束后，懸浮液自然冷卻至室溫，抽濾懸浮液得到黑褐色沉淀物 并用去離子水清洗沉淀物至電導(dǎo)率小于20uS/cm，然后將黑褐色沉淀物凍干并研磨過60目篩待用。[0022]本發(fā)明水鈉錳礦是人工在較低pH條件下合成的，為細(xì)針球狀結(jié)晶，常稱酸性水鈉錳礦，其為六方晶系，晶胞參數(shù)為a=0.284nm, c=0.700nm，這與天然水鈉錳礦非常接近，因此作為硝化抑制劑加入到土壤中具有良好的生態(tài)可接受性。
本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化和變動(dòng)。這里無法對所 有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本發(fā)明的技術(shù)方案所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之列。
【權(quán)利要求】
1.水鈉錳礦作為硝化抑制劑的新用途。
2.水鈉錳礦作為硝化抑制劑的使用方法，其特征在于:將水鈉錳礦以氮肥質(zhì)量的.2.6-3.3%的添加量加入到氮肥中，再將添加有水鈉錳礦的氮肥施加到土壤中即可。
3.水鈉錳礦制備方法，其特征在于:其制備步驟為， 1)將KMnO4溶液加熱煮沸，開啟強(qiáng)力攪拌后，緩慢加入鹽酸溶液；KMn04和鹽酸的摩爾比為 2.5:1-2:1 ； .2)加入完畢后開始計(jì)時(shí)，繼續(xù)反應(yīng)30-40min，然后讓產(chǎn)物在60-70°C下老化處理.10-12h得懸浮液； .3)老化處理結(jié)束后，懸浮液自然冷卻至室溫，抽濾懸浮液得到黑褐色沉淀物并用去離子水清洗沉淀物至電導(dǎo)率小于20uS/cm，然后將黑褐色沉淀物凍干并研磨過60目篩即得到人工制備的水鈉錳礦。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水鈉錳礦制備方法，其特征在于:第2)步的繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選30min，老化處理溫度優(yōu)選60°C，老化處理時(shí)間優(yōu)選12h。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的水鈉錳礦制備方法，其特征在于:第I)步KMnO4溶液的濃度為0.4mol/L，量為1000mL,鹽酸濃度為6mol/L，量為30mL，KMnO4溶液加入鹽酸溶液的速率為lmL/min且逐滴加入。
【文檔編號(hào)】C05G3/08GK103553848SQ201310510112
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】辛?xí)云? 蔣先軍, 李仕偉, 蘇靜 申請人:西南大學(xué)