專利名稱：一種利用有機(jī)酸活化磷礦粉制備磷肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制備磷肥的新方法。本方法適用于以中低品位的磷礦粉和草酸溶液(或草酸和檸檬酸的混合液)為主要原料，制備高效磷肥的方法。

背景技術(shù)：
中國(guó)磷礦儲(chǔ)備豐富，是世界第二大磷礦資源國(guó)，但P2O5含量(wt％，下同)在23％以下的磷礦約總占資源量的70％。同時(shí)，我國(guó)又是一個(gè)農(nóng)田缺磷的國(guó)家，全國(guó)107億hm2農(nóng)田中約有2/3嚴(yán)重缺磷。傳統(tǒng)的磷肥生產(chǎn)方法是用磷礦與硫酸或磷酸反應(yīng)產(chǎn)生過(guò)磷酸鈣，這種生產(chǎn)方式既需要消耗大量硫酸和磷酸，又會(huì)對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)者產(chǎn)生一定危害。隨著我國(guó)人口的增加和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)磷肥的需求量逐年提高，迫切需要一種比較經(jīng)濟(jì)安全的制備磷肥的方法。開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便易行的磷肥生產(chǎn)方法，對(duì)于利用中低品位磷礦粉，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，緩解農(nóng)田磷缺乏有重要意義。
在本發(fā)明做出以前的有關(guān)磷肥制備的相關(guān)專利維森先或非專利相關(guān)文獻(xiàn)，是以有機(jī)酸和磷礦粉為主要起始原料活化磷礦粉，提高磷礦粉中有效磷的釋放如美國(guó)專利(專利文獻(xiàn)158632)內(nèi)容涉及以有機(jī)酸螯合鐵(EDTA)，氨基酸，富啡酸或芥子酸作為活化劑，以磷礦粉為原料，制備含有微量和大量有益元素的有機(jī)磷肥的方法。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)(200810016790)內(nèi)容涉及以沸石和生物發(fā)酵生產(chǎn)的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)為活化劑，磷礦粉為原料，制備天然活性磷肥。研究論文(見(jiàn)Kpomblekou-A等，Effect of low-molecular weightorganic acids on phosphorus release and phytoavailability of phosphorus in phosphate rocks addedto soils.Agriculture，Ecosystems and Environment，2003，100275～284；；王光華等，低分子量有機(jī)酸對(duì)磷礦粉的釋磷效應(yīng)，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，23(1)80～84)內(nèi)容涉及應(yīng)用多種低分子量有機(jī)酸(如草酸、檸檬酸、酒石酸等)與不同種類的磷礦粉作用活化磷的效果研究。上述專利文獻(xiàn)中存在活化劑種類多，后續(xù)工作較繁瑣；而非專利文獻(xiàn)中報(bào)道的方法活化過(guò)程中存在活化效果較低的缺點(diǎn)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有方法的缺陷，提供一種原料易得、操作簡(jiǎn)便和對(duì)環(huán)境友好的制備高效磷肥的新方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下 一種磷肥的制備方法，其包括如下步驟 1)以P2O5的含量不少于23％的中低品位的磷礦石為原料，將所述的磷礦石粉碎至粒徑小于0.15mm(即過(guò)100目篩)的磷礦粉，備用； 2)以草酸溶液或草酸與檸檬酸的混合液為活化劑與步驟1)的磷礦粉混合，在20℃～40℃溫度下使其活化1～6天，得到磷肥半成品； 3)將步驟2)的磷肥半成品在50℃下干燥，即得到本發(fā)明的磷肥產(chǎn)品； 其中 步驟2)中的活化劑的濃度為0.3～0.5mol·L-1。
步驟2)中的磷礦粉與活化劑的質(zhì)量(g)與體積(mL)比例為1∶10～1∶20。
步驟2)中的草酸與檸檬酸的物質(zhì)的量濃度比為等量，即1∶1。
本發(fā)明中，所用的中低品位的磷礦粉的主要成分為磷灰石，其有效磷即P2O5的含量均超過(guò)20％(一般為20-26％)。原料磷礦粉需過(guò)100目篩(粒徑小于0.15mm)。
本發(fā)明的磷肥制備方法，其技術(shù)關(guān)鍵是以在我國(guó)大量存在的中低品位磷礦粉為原料，選用一定濃度的草酸(或草酸檸檬酸混合液)為溶劑，在室溫下，選用了合適的磷礦粉和活化劑的固液比(具體參數(shù)見(jiàn)《具體實(shí)施方式
》)，在較短的時(shí)間內(nèi)即可制備成活化高效磷礦粉。本發(fā)明改變了現(xiàn)有方法的活化劑，提高了磷礦粉中可用的P2O5的效率，所述的活化劑對(duì)環(huán)境友好。本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)便，適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 在50mL離心管中稱取過(guò)100目篩(粒徑為0.15mm)磷礦粉(P2O5含量見(jiàn)表1說(shuō)明，這些磷礦粉取自湖北省各地的磷礦石粉碎后的原粉(磷礦粉)，下同，見(jiàn)表1)約0.25g，分別加入5mL濃度為0.5mol·L-1的草酸溶液，在40±0.5℃的恒溫箱中培養(yǎng)活化1、4、6天，得到磷肥半成品，將該磷肥半成品在50℃下干燥即得活化磷肥產(chǎn)品。表1是這三種磷礦粉經(jīng)草酸和混合酸活化后P2O5％的檢測(cè)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)。
表1 0.5mol·L-1的草酸在不同時(shí)間內(nèi)活化不同產(chǎn)地磷礦粉的效果
說(shuō)明湖北?？盗椎V石中P2O5含量為26％；湖北南漳的磷礦石中P2O5含量為24％；湖北鐘祥磷礦石中P2O5含量為23％。
實(shí)施例2 稱取過(guò)100目篩(粒徑為0.15mm)的磷礦粉(P2O5含量見(jiàn)表1，這些磷礦粉來(lái)自湖北省各地的磷礦石粉碎后的原粉)約0.25g于50mL離心管中，分別加入5mL濃度為0.3、0.4、0.5mol·L-1的草酸和檸檬酸混合液，在40±0.5℃的恒溫箱中培養(yǎng)活化6天。50℃干燥即得活化磷肥。表2顯示了三種磷礦粉經(jīng)草酸+檸檬酸混酸活化后，P2O5％的檢測(cè)數(shù)據(jù)(表2)。
表2 不同濃度草酸+檸檬酸混酸活化不同產(chǎn)地磷礦粉的效果
實(shí)施例3 分別稱取粒徑分別為100-200目、200目以上的湖北各地的磷礦粉(P2O5含量見(jiàn)表1)約0.25g于50mL離心管中，分別加入0.5mol·L-1草酸溶液5mL，在40±0.5℃的恒溫箱中培養(yǎng)活化6天。50℃干燥即得活化磷肥產(chǎn)品。表3是三種磷礦粉經(jīng)草酸活化后，P2O5％的檢測(cè)數(shù)據(jù)(表3)。
表3 不同產(chǎn)地不同粒徑的磷礦粉經(jīng)0.5mol·L-1草酸活化好后的效果
實(shí)施例4 按照固液比分別為1∶10、1∶20等不同的比例，分別稱取約0.5g、0.25g的過(guò)100目篩的磷礦粉，分別加入5mL濃度為0.5mol·L-1草酸和檸檬酸混合液，在40±0.5℃的恒溫箱中培養(yǎng)活化6天。50℃干燥即得活化磷肥。表4是這三種磷礦粉經(jīng)草酸+檸檬酸混酸活化后，P2O5％的檢測(cè)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表4)。
表4 0.5mol·L-1草酸+檸檬酸混酸以不同固液比活化不同產(chǎn)地磷礦粉的效果
實(shí)施例5 按照固液比為1∶20的比例，稱取約0.25g的過(guò)100目篩的磷礦粉，加入5mL濃度為0.5mol·L-1草酸溶液，在20±0.5℃、28±0.5℃、40±0.5℃的恒溫箱中培養(yǎng)活化6天。50℃干燥即得活化磷肥。表5是這三種磷礦粉經(jīng)草酸活化后，P2O5％的檢測(cè)數(shù)據(jù)。
表5 0.5mol·L-1草酸以不同固液比活化磷礦粉的效果

權(quán)利要求
1、一種磷肥的制備方法，其特征包括
1)以P2O5的含量以wt％計(jì)不少于23％的中低品位的磷礦石為原料，將所述的磷礦石粉碎至過(guò)100目篩，粒徑小于0.15mm的磷礦粉，備用；
2)以草酸溶液或草酸與檸檬酸的混合液為活化劑與步驟1)所述的的磷礦粉混合，在20～40℃溫度下使其活化1～6天，得到磷肥半成品；
3)將步驟2)的半成品在50℃下干燥，得到磷肥產(chǎn)品；
其中
步驟2)中的活化劑的濃度為0.3～0.5molL-1；
步驟2)中的磷礦粉與活化劑的質(zhì)量與體積比為1∶10或1∶20；
步驟2)中的草酸與檸檬酸的物質(zhì)的量濃度比為1∶1。
全文摘要
本發(fā)明屬于磷肥的制備方法。本發(fā)明是以中低品位(P2O5的wt％在23％～26％)的磷礦粉為原料，以草酸溶液(或者相同物質(zhì)量濃度的草酸和檸檬酸的混合液)為活化劑，在20～40℃的條件下培養(yǎng)活化1～6天，50℃干燥制得磷肥。本方法具有操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)收率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，且反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C05B17/00GK101659569SQ200910272140
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月21日
發(fā)明者劉永紅, 胡紅青, 姜冠杰, 付慶靈, 凡 劉 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)