專利名稱：一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，包括磷礦粉的超細(xì)粉碎方法和混料機(jī)械活化工藝，屬于化學(xué)復(fù)合肥料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，全球的高品位磷礦資源儲(chǔ)量急劇下降，作為磷肥原料的磷礦品位逐年降低，磷礦選礦難度增加。磷是人類不可缺少的重要元素，如何高效利用現(xiàn)有的磷礦資源，尤其是如何合理地為作物補(bǔ)充磷肥，就成為世界各國(guó)所關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)磷礦資源主要以中低品位磷礦為主，高品位磷礦較少，難選的膠質(zhì)沉積型磷礦偏多。這些磷礦的選礦成本過(guò)高，限制了磷礦資源的開(kāi)發(fā)利用。
目前農(nóng)業(yè)上使用的主要是具有磷酸根的化學(xué)肥料，是用硫酸將其中的磷置換成水溶性磷化合物的手段。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中用到大量的硫酸，與磷礦中的氟化鈣反應(yīng)排放大量環(huán)境污染物，生產(chǎn)成本也居高不下。在使用中水溶性磷酸根在土壤中很快與鈣鎂離子反應(yīng)，生成水不溶性或弱溶性的物質(zhì)，作物難于吸收利用，造成磷資源的浪費(fèi)。長(zhǎng)時(shí)間使用這類化肥，會(huì)使土壤板結(jié)，土壤肥力下降。
磷礦粉可在大多數(shù)情況下代替化學(xué)磷肥，它的主要優(yōu)點(diǎn)是可利用中低品位的磷礦，生產(chǎn)過(guò)程只需要進(jìn)行機(jī)械處理，生產(chǎn)成本低且不會(huì)產(chǎn)生污染。長(zhǎng)期使用磷礦粉肥料可以防止土壤板結(jié)，改良土壤，提高土壤肥力。但是，傳統(tǒng)技術(shù)加工的磷礦粉比較粗，比表面積小，難于在土壤中被作物吸收。這些因素使得磷礦粉一直沒(méi)有得到推廣。
目前關(guān)于磷礦粉直接用作肥料的研究主要是酸化磷礦粉和磷礦粉與生物肥料混合發(fā)酵兩個(gè)方面。
張夫道等使用生產(chǎn)過(guò)磷酸鈣一半的硫酸量將磷礦粉加工為納米-亞微米級(jí)酸化磷礦粉-風(fēng)化煤混合物，其生物學(xué)效果與過(guò)磷酸鈣相當(dāng)，從而降低了硫酸用量(專利納米-亞微米級(jí)酸化磷礦粉混合物生產(chǎn)方法，200410101498)。但這種方法要消耗一定量的硫酸，且硫酸與磷礦粉直接作用會(huì)產(chǎn)生一些污染物(如HF等)，同時(shí)長(zhǎng)期施用會(huì)使土壤酸化板結(jié)。
蔣運(yùn)達(dá)等發(fā)明了涉及生產(chǎn)農(nóng)作物的環(huán)保型肥料高效活性有機(jī)磷肥及其生產(chǎn)工藝，是由畜禽糞便、秸稈粉、磷礦粉、外加復(fù)合菌種按一定重量份配比的原料組成，生產(chǎn)工藝是取上述重量份配比的原料，在攪拌機(jī)中攪拌均勻、粉碎，發(fā)酵6-7天，干燥后造粒(專利高效活性有機(jī)磷肥及其生產(chǎn)工藝，200510046114)。這種磷礦粉肥料的生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，工藝較復(fù)雜，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，該制備方法是一種將磷礦進(jìn)行高能量輸入的機(jī)械研磨，利用機(jī)械化學(xué)活化作用提高磷礦中的磷灰?guī)r的化學(xué)活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。特別是在與超細(xì)腐植酸復(fù)合后，形成肥效穩(wěn)定長(zhǎng)久的超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥。其生產(chǎn)過(guò)程屬于全部物理加工的短流程，無(wú)污染、生產(chǎn)成本低；特別適合難選磷礦的高附加值利用。
一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，該制備方法包括以下步驟1、粗磷礦粉制備原料采用江蘇連云港大輔磷礦和云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。
2、超細(xì)磷礦粉制備將粗磷礦粉加入球磨機(jī)或振動(dòng)磨中進(jìn)行以高機(jī)械能量輸入的研磨，最終粉碎成D90小于30um的超細(xì)磷礦粉，其粉碎方法可以是濕法或干法。濕法或干法高機(jī)械能量輸入的研磨本領(lǐng)域的技術(shù)人員都能做到。
3、磷礦粉肥料混料按質(zhì)量比稱取磷礦粉、腐殖酸和各種添加劑，加入適量水混合，其中磷礦粉為75-95％，腐殖酸為5-25％，添加劑為0.1-5％。
4、混料的機(jī)械活化處理將混料加入振動(dòng)磨或攪拌磨中濕法處理，振動(dòng)磨使用高密度研磨介質(zhì)，攪拌磨采用小尺寸磨球，轉(zhuǎn)速為100-300轉(zhuǎn)/分，處理時(shí)間為0.2h-5h。
5、物料濃縮造粒將經(jīng)機(jī)械活化處理的物料濃縮到一定程度時(shí)，用造粒機(jī)造粒得到最終產(chǎn)品。
機(jī)械化學(xué)活化是指物料在超細(xì)粉碎過(guò)程中，并不只是簡(jiǎn)單的物料粒度的減小，它還包含了許多復(fù)雜的粉體物理化學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)的變化。機(jī)械力的作用引起粉體性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的變化，在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生大量缺陷，破壞顆粒的晶體結(jié)構(gòu)，提高粉體反應(yīng)活性。粉體在超細(xì)粉碎過(guò)程中隨著粉碎的進(jìn)行，礦物顆粒內(nèi)的晶粒不斷減小，形成高體積分?jǐn)?shù)的晶界。同時(shí)，粉末在磨球的不斷撞擊下內(nèi)應(yīng)變不斷增加，嚴(yán)重的塑性變形形成了高密度的缺陷，晶格亦發(fā)生嚴(yán)重的畸變，這些因素均促使體系的自由能提高。物料在超細(xì)粉碎過(guò)程中，由于以上兩種作用，使粉體處于很高的能量狀態(tài)。由化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)可知，這種由各種缺陷儲(chǔ)存的能量將提供粉體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的激活能，提高反應(yīng)活性。
本發(fā)明公開(kāi)的磷礦粉肥料具有突出的效果，一是與腐植酸復(fù)合后的肥效快，可作追肥使用；二是肥效穩(wěn)定長(zhǎng)久，可作基肥和種肥使用；三是對(duì)土壤有改良作用，防止土壤板結(jié)，增加土壤肥力；四是制備流程短，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢棄物排出，無(wú)污染；五是制備方法簡(jiǎn)單，成本低；可利用中低品位的磷礦，節(jié)約礦物資源。
本發(fā)明公開(kāi)的超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥料是一種擁有化學(xué)肥料的肥效又彌補(bǔ)化學(xué)肥料缺點(diǎn)，同時(shí)生產(chǎn)成本低且生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染的新型肥料。


圖1為發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方案下面結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為發(fā)明工藝流程圖。如圖1所示，原料通過(guò)破碎機(jī)和萬(wàn)能磨粉碎成粗磷礦粉，再將粗磷礦粉通過(guò)球磨機(jī)或振動(dòng)磨粉碎得到超細(xì)磷礦粉成為肥料預(yù)混料；肥料預(yù)混料中添加添加劑和腐殖酸并通過(guò)攪拌磨或振動(dòng)磨高能活化處理后得到活化后的混料，活化后的混料進(jìn)行濃縮造粒即得到超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥產(chǎn)品。
實(shí)施例一原料采用云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。用球磨機(jī)將粗磷礦粉粉碎到D90為21um，將270kg(90％)磷礦粉與30kg(10％)腐殖酸混合，再加入解磷微生物kg(5％)。混料加入攪拌磨中處理，攪拌磨轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)，處理時(shí)間為30min。然后濃縮造粒得到磷礦粉肥料產(chǎn)品。
實(shí)施例二原料采用云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。用振動(dòng)磨將粗磷礦粉粉碎到D90為17um，將225kg(75％)磷礦粉與60kg(20％)腐殖酸混合，再加入沸石12kg(4％)和解磷微生物3kg(1％)?；炝霞尤胝駝?dòng)磨中處理，振動(dòng)磨轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)，處理時(shí)間為5小時(shí)。然后濃縮造粒得到磷礦粉肥料產(chǎn)品。
實(shí)施例三原料采用云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。用振動(dòng)磨將粗磷礦粉粉碎到D90為17um，將285kg(95％)磷礦粉與14.7kg(4.9％)腐殖酸混合，再加入沸石0.3kg(0.1％)?；炝霞尤胝駝?dòng)磨中處理，振動(dòng)磨轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)，處理時(shí)間為0.2小時(shí)。然后濃縮造粒得到磷礦粉肥料產(chǎn)品。
實(shí)施例四原料采用云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。用振動(dòng)磨將粗磷礦粉粉碎到D90為9um，將240kg(80％)磷礦粉與45kg(15％)腐殖酸混合，再加入沸石12kg(4％)和解磷微生物3kg(1％)?；炝霞尤胝駝?dòng)磨中處理，振動(dòng)磨轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)，處理時(shí)間為30min。然后濃縮造粒得到磷礦粉肥料產(chǎn)品。
實(shí)施例五原料采用云南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經(jīng)選礦的情況下，用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過(guò)80目篩)。用振動(dòng)磨將粗磷礦粉粉碎到D90為9um，將225kg(75％)磷礦粉與75kg(25％)腐殖酸混合?；炝霞尤胝駝?dòng)磨中處理，振動(dòng)磨轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)，處理時(shí)間為30min。然后濃縮造粒得到磷礦粉肥料產(chǎn)品。
本發(fā)明是一種將磷礦進(jìn)行高能量輸入的機(jī)械研磨，利用機(jī)械化學(xué)活化作用提高磷礦中的磷灰?guī)r的化學(xué)活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。特別是在與超細(xì)腐植酸復(fù)合后，形成肥效穩(wěn)定長(zhǎng)久的超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥。
本發(fā)明制備的磷礦粉肥料與腐植酸復(fù)合后的肥效快，肥效穩(wěn)定長(zhǎng)久，對(duì)土壤有改良作用，防止土壤板結(jié)，增加土壤肥力。
本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢棄物排出，無(wú)污染，流程短，制備方法簡(jiǎn)單，成本低，節(jié)約礦物資源。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟(1)粗磷礦粉制備把原料磷礦石用破碎機(jī)和萬(wàn)能磨將磷礦石粉碎成100％過(guò)80目篩粗磷礦粉；(2)超細(xì)磷礦粉制備將步驟(1)所得粗磷礦粉加入到球磨機(jī)或振動(dòng)磨中進(jìn)行研磨，最終粉碎成D90小于30um的超細(xì)磷礦粉；(3)磷礦粉肥料混料按質(zhì)量比稱取步驟(2)所述超細(xì)磷礦粉和腐殖酸和各種添加劑，加入適量水混合，其中磷礦粉為75～95％，腐殖酸為5～25％，添加劑為0.1～5％，總量之和為100％；(4)混料的機(jī)械活化處理將步驟(3)所得的混和料加入到振動(dòng)磨或攪拌磨中濕法處理；振動(dòng)磨使用高密度研磨介質(zhì)，攪拌磨采用小尺寸磨球，振動(dòng)磨或攪拌磨轉(zhuǎn)速為100～300轉(zhuǎn)/分，處理時(shí)間為0.2小時(shí)～5小時(shí)；(5)物料濃縮造粒將經(jīng)步驟(4)機(jī)械活化處理得到的物料濃縮，用造粒機(jī)造粒得到最終產(chǎn)品超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，所述原料為江蘇連云港大輔磷礦和云南磷礦中低品位的磷礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，其特征在于，所述添加劑為沸石或解磷微生物中的任何一種或多種。
全文摘要
一種超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥的制備方法，屬于化學(xué)復(fù)合肥料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域。原料通過(guò)破碎機(jī)和萬(wàn)能磨粉碎成粗磷礦粉，再通過(guò)球磨機(jī)或振動(dòng)磨粉碎得到超細(xì)磷礦粉為肥料預(yù)混料；預(yù)混料中添加添加劑和腐殖酸經(jīng)攪拌磨或振動(dòng)磨高能活化處理后，進(jìn)行濃縮造粒，即得到超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥產(chǎn)品。本發(fā)明將磷礦進(jìn)行高能量輸入的機(jī)械研磨，利用機(jī)械化學(xué)活化作用提高磷礦中的磷灰?guī)r的化學(xué)活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。與超細(xì)腐植酸復(fù)合后，形成肥效穩(wěn)定長(zhǎng)久的超細(xì)活化磷礦復(fù)合肥；短流程，無(wú)污染、成本低，特別適合難選磷礦的高附加值利用，節(jié)約礦物資源。制備的磷礦粉肥料肥效快，穩(wěn)定長(zhǎng)久，對(duì)土壤有改良作用。本發(fā)明是一種好的磷礦復(fù)合肥制備方法。
文檔編號(hào)C05B13/02GK1935749SQ20061011387
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者蓋國(guó)勝, 孟繁榮, 楊玉芬 申請(qǐng)人:清華大學(xué)