利用纳滤海水捕集二氧化碳产物制备钙镁悬浮肥的方法
技术领域
本发明涉及一种钙镁悬浮肥的制备方法，特别是公开一种利用纳滤海水捕集二氧化碳所得纳米级碳酸钙和碳酸镁制备钙镁悬浮肥的方法。
背景技术
气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。为此，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标。
在自然界中矿物碳酸化所使用的矿物储量丰富，如蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]、滑石[Mg3Si4O10(OH)2]或橄榄石(Mg2SiO4)等，可供二氧化碳的长期捕获，但其高耗能使之无法获得可接受的成本效益。而且气固之间的碳酸化反应需要在高温高压等苛刻条件下进行，存在成本高、耗能高、无法回收具有高附加值的产品等缺点。现有技术存在CO2矿化反应速率低、反应条件苛刻、产物附加值低等问题，导致CO2矿化技术难以工业化实施。
与固体材料相比，富含Mg2+/Ca2+的水溶液可以节约Mg2+和Ca2+浸出过程的操作成本。因此通过富含Mg2+/Ca2+的水溶液进行矿化可能成为解决二氧化碳问题的另一种有前途的方法。尤其是海水/浓海水对二氧化碳的利用非常具有吸引力，因为它能够同时解决两个问题，一方面能解决CO2的固定，另一方面还能解决来自海水淡化厂的海水预处理或卤水废弃物问题。理论分析表明，海水中超过90％的Ca2+和Mg2+可以通过沉淀的形式转化为MgCO3和白云石[MgCa(CO3)2]，1m3的天然海水可以固定约1.34m3或2.65kg CO2(气体体积、标准条件)。它不仅可以实现CO2的永久固定，还可以产生大量的碳酸盐副产物--纳米级碳酸钙和碳酸镁。
钙是构成细胞壁的一种元素，细胞壁的胞间层是由果胶酸钙组成的。缺钙时，细胞壁形成受阻，影响细胞分裂，或者不能形成新细胞壁，出现多核细胞。镁主要存在于幼嫩器官和组织中，植物成熟时则集中于种子。镁离子在光合和呼吸过程中，可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。同样，镁也可以活化DNA和RNA的合成过程，镁也是叶绿素的合成成分之一。
CN110734335A公开量一种高钙含量中量元素水溶肥料及制备方法,全水溶悬浮钙肥由下述重量份的原料制成：EDTA、硼酸、无水硫酸铜、氯化锰、氯化锌、钼酸钠、氢氧化钾、尿素、氯化镁、甲酸钙、硝酸铵钙、氯化亚铁、稳定剂、表面活性剂、增稠剂、水。本发明通过加料顺序、反应条件等工艺控制及增稠剂、稳定剂等添加剂的选择，能够使极高含量钙和微量元素同时稳定地存在于液相中，可实现极高钙和微量元素的同补。CN111362745A公开量一种油性悬浮镁、钙肥料及制备方法及装置，包括氢氧化镁矿粉、轻质碳酸钙矿粉、润湿剂、分散剂、增稠剂、植物油、防冻剂、水，用氢氧化钾调节pH为8.0～9.0。通过剪切，将氢氧化镁矿粉和轻质碳酸钙矿粉剪切到纳米级，并且通过Mg2+和Ca2+对分散剂和植物油的亲和性，使其保持稳定的悬浮态。CN112441854 A公开量一种高浓度液态悬浮镁肥的制备工艺，该发明将水镁石破碎后经雷蒙机粉碎，再通过气流粉碎机超细粉碎，氧化镐珠研磨，使水镁石粉产生极性，并通过分散、乳化、均质、中间釜处理使之形成均匀稳定的状态，得到分散程度高、流动性好、稳定性高、不分层、质量佳的高浓度液态悬浮镁肥。以上专利制备悬浮钙镁肥的过程繁杂，材料使用上用量过多，不利于降低产品的生产成本。
发明内容
本发明的目的提供一种利用纳滤海水捕集二氧化碳产物制备钙镁悬浮肥的方法，本发明采用纳滤海水捕集二氧化碳所得的纳米级碳酸钙和碳酸镁制备钙镁悬浮肥，提升了钙镁悬浮肥的稳定性，降低了增稠剂、分散剂、表面活性剂等的用量，降低了钙镁悬浮肥的制造成本，同时解决了纳滤海水捕集二氧化碳所得副产品的回收利用问题。
本发明采用的技术方案为：
利用纳滤海水捕集二氧化碳产物制备钙镁悬浮肥的方法，其特征在于按以下步骤进行：将纳滤海水捕集二氧化碳所得到的纳米级碳酸钙和碳酸镁，加入到柠檬酸盐水溶液中，保持20℃，搅拌过程中依次加入增稠剂、分散剂、润湿剂，待溶液均一稳定后，加入一定量轻氧化钠调整溶液pH值至7-9，继续搅拌30min，即得到钙镁悬浮肥。
纳滤海水捕集二氧化碳所产生的碳酸钙和碳酸镁细度为10nm-1000nm，碳酸钙和碳酸镁的纯度为60-99％，碳酸钙和碳酸镁添加量为悬浮肥比重的10-30％。
所述的柠檬酸盐水溶液为柠檬酸钠水溶液、柠檬酸钾水溶液、柠檬酸二氢钠水溶液中的一种或两种以上混合物，质量浓度为5％-20％。
所述的增稠剂为阿拉伯胶、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或两种以上混合物，用量为悬浮肥比重的0.1-3％。
所述的分散剂为硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或两种以上混合物，用量为悬浮肥比重的0.1-1％。
所述的润湿剂为聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯、聚氧丙烯中的一种或两种以上混合物，用量为悬浮肥比重的0.1-1％。
所述的表面活性剂为烷基葡糖苷(APG)、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种以上混合物，用量为悬浮肥比重的0.1-1％。
本发明通过将纳滤海水捕集二氧化碳所得的副产品进行二次利用，将碳酸镁和碳酸钙制得悬浮肥，用于农业生产，供作物吸收利用。
本发明具有以下突出的优点：
纳滤海水捕集二氧化碳所得碳酸钙碳酸镁颗粒小、纯度高，非常适合制备悬浮钙镁肥，所需分散剂、润湿剂、增稠剂用量显著少于其它悬浮肥。此外，纳米尺寸的钙、镁利于作物吸收，该悬浮钙镁肥可以很好地被作物吸收利用，提升作物的品质。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步说明。各实施例按质量百分比计。
实施例一
将质量占悬浮肥10％的纳滤海水捕集二氧化碳所得到的纳米级碳酸钙和碳酸镁，碳酸钙和碳酸镁细度为10nm，碳酸钙和碳酸镁的纯度为60％，加入到质量浓度为10％的柠檬酸钠水溶液中(柠檬酸钠水溶液占悬浮肥87.6％)，保持20℃左右，不断搅拌过程中加入占悬浮肥1％的羧甲基纤维素，搅拌20min后，依次加入占悬浮肥0.1％的硅酸钠、0.1％的聚氧乙烯、0.2％的十二烷基苯磺酸钠，待溶液均一稳定后，加入占悬浮肥1％的轻氧化钠调整溶液pH值至8，继续搅拌30min，即可得到钙镁悬浮肥，该悬浮肥的稳定周期为90天。
实施例二
将质量占悬浮肥15％的纳滤海水捕集二氧化碳所得到的纳米级碳酸钙和碳酸镁，碳酸钙和碳酸镁细度为100nm，碳酸钙和碳酸镁的纯度为99％，加入到质量浓度为5％的柠檬酸钠水溶液中(柠檬酸钠水溶液占悬浮肥82％)，保持20℃左右，不断搅拌过程中加入占悬浮肥1％的甲基纤维素，搅拌20min后，依次加入占悬浮肥0.5％的三聚磷酸钠、0.5％的聚氧乙烯脂肪醇醚、0.5％的硬脂酸，待溶液均一稳定后，加入占悬浮肥0.5％的轻氧化钠调整溶液pH值至7，继续搅拌30min，即可得到钙镁悬浮肥，该悬浮肥的稳定周期为90天。
实施例三
将质量占悬浮肥10％的纳滤海水捕集二氧化碳所得到的纳米级碳酸钙和碳酸镁，碳酸钙和碳酸镁细度为50nm，碳酸钙和碳酸镁的纯度为80％，加入到质量浓度为20％的柠檬酸钠水溶液中(柠檬酸钠水溶液占悬浮肥86.1％)，保持20℃左右，不断搅拌过程中加入占悬浮肥1％的阿拉伯胶，搅拌20min后，依次加入占悬浮肥0.2％焦磷酸钠、0.2％的聚氧乙烯烷基酚醚、0.5％的脂肪酸甘油酯，待溶液均一稳定后，加入占悬浮肥2％的轻氧化钠调整溶液pH值至9，继续搅拌30min，即可得到钙镁悬浮肥，该悬浮肥的稳定周期为90天。
实施例四
将质量占悬浮肥30％的纳滤海水捕集二氧化碳所得到的纳米级碳酸钙和碳酸镁，碳酸钙和碳酸镁细度为20nm，碳酸钙和碳酸镁的纯度为70％，加入到质量浓度为10％的柠檬酸钠水溶液中(柠檬酸钠水溶液占悬浮肥64.5％)，保持20℃左右，不断搅拌过程中加入占悬浮肥3％的明胶，搅拌20min后，依次加入占悬浮肥0.8％的六偏磷酸钠、0.2％的聚氧乙烯烷基酚、0.7％的聚山梨酯，待溶液均一稳定后，加入占悬浮肥0.8％的轻氧化钠调整溶液pH值至8，继续搅拌30min，即可得到钙镁悬浮肥，该悬浮肥的稳定周期为90天。
