專利名稱：一種原生磷肥及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用磷礦直接加工成具有一定有效磷含量的磷肥，具體的說(shuō)是一種原生磷肥及其加工方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)磷礦資源儲(chǔ)量較大，但分布相對(duì)集中，在這些磷礦資源中，中、低品位磷礦占總資源量的80%以上，而磷肥生產(chǎn)所用原料主要為P2O5含量> 28%的高品位磷礦，這種高品位礦的儲(chǔ)量?jī)H占總量的8%左右。國(guó)土資源部已把磷礦列為2010年不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需要的礦種之一。因此開(kāi)發(fā)磷礦資源高效利用技術(shù)就成為一項(xiàng)緊迫的戰(zhàn)略任務(wù)。我國(guó)的磷肥品種在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，90%是低濃度的過(guò)磷酸鈣和鈣鎂磷肥，但這些磷肥的加工是一個(gè)耗能的過(guò)程，生產(chǎn)I噸過(guò)磷酸鈣需要耗O. 35-0. 4噸硫酸，生產(chǎn)I噸鈣鎂磷肥需要耗O. 4噸煤炭，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染。磷礦粉直接利用可以減少污染，并且節(jié)省能源，還具有加工簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)機(jī)械活化對(duì)于活性高的磷礦粉可以采用直·接施用的方法，其肥效甚至可以和水溶性磷肥相當(dāng)。對(duì)于大量不適于直接施用的中、低品位磷礦粉，應(yīng)采用各種積極的措施來(lái)提高磷礦粉的肥效。所以多年來(lái)人們一直在探索提高磷礦粉直接施用效果的方法，通常可以分為物理方法、化學(xué)方法和生物方法。目前研究較多的是機(jī)械化學(xué)法和活化磷礦粉法。國(guó)林濤等在棕壤上研究發(fā)現(xiàn)，超微細(xì)磷礦粉顯著增加了土壤中有效磷含量，有效磷可提高2 7倍。植株的磷利用率提高16. 12%，促進(jìn)了玉米幼苗生長(zhǎng)。魏建民選用褐煤腐植酸活化低品位磷礦粉，生成腐植酸磷肥，研究結(jié)果表明風(fēng)化煤可明顯改善磷肥的表觀物性，有效P5O2的轉(zhuǎn)化率可提高5%，蕎麥的千粒重增加17% 37. 3%，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。邱慧珍等用木質(zhì)素對(duì)磷礦粉進(jìn)行活化，結(jié)果顯示活化的磷礦粉可提高玉米苗根系生物量，比磷礦粉直接施用增加30. 74%，為水溶性磷肥的115. 86%。穆環(huán)珍、廖宗文等以造紙廢液中回收的木質(zhì)素為主要原料，研制的增效磷酸二銨，使土壤有效磷含量提高10% 20%，冬小麥、夏玉米產(chǎn)量分別提高18. 5%和14. 36%。但這些方法存在一些問(wèn)題，即磷礦粉超微細(xì)粉碎粒徑小到一定程度時(shí)，釋磷量增加則不明顯，同時(shí)目前對(duì)磷礦粉的研究多集中于提高磷礦粉的有效磷含量上，但對(duì)磷礦粉的長(zhǎng)效供給特點(diǎn)重視不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是為了提高中、低品位磷礦粉的肥效，提供一種原生磷肥及其加工方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為—種原生磷肥將活化材料導(dǎo)入粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，得到原生磷肥；所述磷礦粉和活化材料按重量份數(shù)計(jì)，磷礦粉活化材料=60-97 3-40ο將活化材料導(dǎo)入粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，使活化材料替代磷礦粉晶格中的通道離子，能夠?qū)⒉糠至椎V粉晶格固定的磷釋放，得到原生磷肥。
所述活化材料腐植酸、腐植酸鈉、造紙廢液干燥物、(NH4)2SO4和NaCl、KC1、K2S04中的一種或幾種。所述造紙廢液干燥物為經(jīng)酸法或堿法造紙廢液干燥物，即木質(zhì)素，木質(zhì)素Na及半纖維素混合物。所述各種物料的加入比例為腐植酸5-20份；腐植酸鈉3-13份；造紙廢液干燥物
6-25 份；(NH4)2S043-15 份；NaCl 3-15 份；KC1 3-15 份;K2S043_21 份。所述磷礦石為變質(zhì)型磷礦石和沉積型磷礦石。所述白云型磷礦超細(xì)粉碎時(shí)應(yīng)添加花崗巖粉，花崗巖粉添加比例為磷礦粉重量的3%-8% (花崗巖粉細(xì)度應(yīng)40-60目)。原生磷肥的制備方法通過(guò)機(jī)械化學(xué)法將活化材料導(dǎo)入振動(dòng)球磨機(jī)粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，使活化材料替代磷礦粉晶格中的通道離子，能夠?qū)⒉糠至椎V粉晶格固定的磷釋放，得到原生磷肥。所述振動(dòng)球磨機(jī)中加工粉碎5. 0-120min，粉碎后使磷礦粉粒經(jīng)在O. I-IOOym之間，加工時(shí)應(yīng)力達(dá)到O. 1-2. Oo T0所述振動(dòng)球磨機(jī)中粉碎后使磷礦·粉中粒經(jīng)彡50 μ m的磷礦粉占總量的60% 85%，加工時(shí)應(yīng)力達(dá)到L 7 σ T。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I.采用本發(fā)明方法得到肥料可提高磷礦粉有效性，本發(fā)明可以使磷礦粉中的水溶性磷含量提高7 12倍，使枸溶性磷達(dá)到總磷量的47 % 81 %，能夠滿足作物整個(gè)生育期對(duì)磷養(yǎng)分的需要。2.延長(zhǎng)肥效期，采用本發(fā)明方法能夠減少磷肥的固定，使原生磷肥中磷的釋放與作物生長(zhǎng)達(dá)到協(xié)調(diào)一致，延長(zhǎng)了肥效期。3.有利于土壤有效磷的維持和提高，利用本發(fā)明所生產(chǎn)的原生磷肥施入土壤后，可使土壤有效磷提高18% —57%，使土壤長(zhǎng)時(shí)期保持高水平磷。4.不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，本發(fā)明應(yīng)用了純天然材料，所涉及的機(jī)械加工工藝和活化技術(shù)過(guò)程中也不會(huì)產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，不存在環(huán)境污染問(wèn)題。5.工藝簡(jiǎn)單、成本低本發(fā)明在應(yīng)用過(guò)程中不需要額外的裝置，工藝簡(jiǎn)單，適宜工業(yè)化生產(chǎn)，成本低見(jiàn)效快。6.本發(fā)明通過(guò)機(jī)械加工使磷礦的晶體、結(jié)構(gòu)遭到破壞，將活化劑在固態(tài)狀態(tài)下融入到礦物晶格中，替代結(jié)構(gòu)中的磷而使有效磷量得到提高的一種原生磷肥，其不經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)及煅燒熔融，只通過(guò)機(jī)械活化與活化劑活化相結(jié)合，使得磷肥有效性強(qiáng)，在酸性土壤及水田中效率更高；具有緩效功能，后效期長(zhǎng)。7.本發(fā)明通過(guò)超微細(xì)加工技術(shù)，減小磷礦粉的粒經(jīng)，破壞磷礦石的晶格結(jié)構(gòu)，提高磷礦粉的有效性，以超微細(xì)磷礦粉作為一級(jí)原料，結(jié)合磷素活化技術(shù)，對(duì)磷礦粉進(jìn)一步活化，更有利于超微細(xì)磷礦粉中磷的釋放。該技術(shù)使原生磷肥投入生產(chǎn)成為可能。


圖I是流程具體實(shí)施例方式本發(fā)明是采用機(jī)械化學(xué)方法制備超微細(xì)磷礦粉，加工過(guò)程中或加工后導(dǎo)入活化材料腐植酸、腐植酸鈉、造紙廢液干提取物、(NH4)2SO4, NaCl、KCl、K2SO4等，使磷礦粉的晶格遭到破壞，部分原本被晶格固定的磷可以釋放出來(lái)，變?yōu)橛行B(tài)。
活化材料的成分及來(lái)源為腐植酸(HA)中含總腐植酸量> 40%, pH值< 7. O ；腐殖酸鈉純度為> 85 % ;木質(zhì)素，木質(zhì)素Na及半纖維為酸法和堿法造紙廢液干燥物。(NH4)2SO4, NaCl、KCl、K2SO4為通道替代離子材料，是化學(xué)試劑(工業(yè)級(jí))。實(shí)施例I選用含25%P205的中品位磷礦經(jīng)過(guò)初碎后，將其投加到雷蒙球磨機(jī)磨到60目(粉碎到60目的顆粒占總量的85% )礦粉，而后按磷礦粉與腐植酸(含有效成分45% )的活化劑按重量份數(shù)計(jì)80 20的比例混合，混合后放到振動(dòng)球磨機(jī)下磨制10分鐘，加工時(shí)振動(dòng)強(qiáng)度為2級(jí)，應(yīng)力為I. 6 σΤ，使混合物細(xì)度達(dá)到10μπι(粉碎到IOym的顆粒占成品總量85% )，加工后冷卻包裝成成品，所形成的廣品朽1橡酸溶性憐為10. 1%，總憐量為20.7%。實(shí)施例2
選用磷礦石的含磷量為29.6%，為變質(zhì)型磷礦，產(chǎn)地湖北宜昌，經(jīng)過(guò)初級(jí)粉碎后用雷蒙球機(jī)制成80目(占總量85% )礦粉，而后按磷礦粉與(NH4)2SO4的活化劑按重量份數(shù)計(jì)95 5的比例混合，混合后進(jìn)入到行星球磨磨中加工，加工強(qiáng)度為二級(jí)，加工時(shí)間為lOmin，形成的含氮磷肥料細(xì)度為5-10 μ m的比例達(dá)到總量的85%以上，有效磷(檸檬酸溶性磷)21. 4%,占總磷量71. 4%，含氮I. 0%，該產(chǎn)品為氮磷復(fù)合肥料。實(shí)施例3用含P20521 %的沉積型磷礦石，經(jīng)過(guò)初級(jí)破碎后，投入到雷蒙球磨機(jī)中加工成60目(占總量85%)礦粉，而后按磷礦粉與KCl的活化劑按重量份數(shù)計(jì)90 10的比例混合，混合后放到振動(dòng)球磨機(jī)上進(jìn)行機(jī)械活化加工，加工時(shí)間為15min，振動(dòng)強(qiáng)度為二級(jí)，形成的原生磷肥細(xì)度為5 μ m的粉粒占總量的80%，有效磷(檸檬酸溶性)14. 6%，占總磷量的69.5%。該肥料含鉀量5%，為O : 19 5型磷鉀復(fù)混肥。實(shí)施例4選用宜昌磷礦石，總磷量為31%，經(jīng)過(guò)初級(jí)粉碎后形成60目的備用礦粉，而后按磷礦粉與活化劑K2SO4按重量份數(shù)計(jì)80 20的比例混合，混合后進(jìn)行超細(xì)加工，應(yīng)用的應(yīng)力為I. 7 σΤ，加工時(shí)間15min，加工后形成的活化肥加入腐植酸(200目)，其重量分?jǐn)?shù)比為95 5，混合后堆放20天，最后形成的產(chǎn)品為細(xì)度5-10μπι的粒經(jīng)粉粒占85%以上，總磷量23.6%,有效磷量15.3%，有效鉀含量為9.5%，并含有一定數(shù)量有機(jī)質(zhì)。實(shí)施例5礦石為貴州產(chǎn)含白云巖的磷礦石，含Ρ20528%，，經(jīng)過(guò)初級(jí)破碎后，用雷蒙球磨機(jī)中加工成80目(占總量85% )礦粉，而后按磷礦粉與KC1、花崗巖粉(60目)等活化劑重量份數(shù)為85 10 5的比例混合，混合后放到振動(dòng)球磨機(jī)上進(jìn)行機(jī)械活化加工，加工時(shí)間15min，最后產(chǎn)品粒經(jīng)為5-10 μ m(占總量85%以上)，總磷量23.8%，有效磷量15.0%，有效鉀含量為5.0%。應(yīng)用例I將上述實(shí)施例2的原生磷肥用于土壤中種植油菜，用量為每畝地有效磷3kg，與不施磷和施用3公斤有效磷的過(guò)磷酸鈣比。第一茬油菜比不施增產(chǎn)8. 1%，產(chǎn)量達(dá)到5. 3kg/m2(對(duì)照4. 9kg/m2),比過(guò)磷酸I丐(5. 87kg/m2)減產(chǎn)10. 7% ;第二巷油菜不施磷、施入實(shí)施例2原生磷肥、施入過(guò)磷酸韓的產(chǎn)量分別為4. 8kg/m2、5. 9kg/m2、5. 4kg/m2,施入實(shí)施例2原生磷肥產(chǎn)量比不施磷增產(chǎn)22. 9%，比過(guò)磷酸鈣增產(chǎn)9. 3%。
權(quán)利要求
1.一種原生磷肥，其特征在于將活化材料導(dǎo)入粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，得到原生磷肥；所述磷礦粉和活化材料按重量份數(shù)計(jì)，磷礦粉活化材料=60-97 3-40。
2.按權(quán)利要求I所述的原生磷肥，其特征在于將活化材料導(dǎo)入粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，使活化材料替代磷礦粉晶格中的通道離子，能夠?qū)⒉糠至椎V粉晶格固定的磷釋放，得到原生磷肥。
3.按權(quán)利要求I所述的原生磷肥，其特征在于所述活化材料腐植酸、腐植酸鈉、造紙廢液干燥物、(NH4) 2S04和NaCl、KCl、K2SO4中的一種或幾種。
4.按權(quán)利要求3所述的原生磷肥，其特征在于所述造紙廢液干燥物為經(jīng)酸法或堿法造紙廢液干燥物，即木質(zhì)素，木質(zhì)素Na及半纖維素混合物。
5.按權(quán)利要求3所述的原生磷肥，其特征在于所述各種物料的加入比例為腐植酸5-20份；腐植酸鈉3-13份；造紙廢液干燥物6-25份；(NH4) 2S043_15份；NaCl 3-15份；KC13-15 份；K2SO4 3-21 份。
6.按權(quán)利要求I或2所述的原生磷肥，其特征在于所述磷礦石為變質(zhì)型磷礦石和沉積型磷礦石。
7.按權(quán)利要求6所述的原生磷肥，其特征在于所述白云型磷礦超細(xì)粉碎時(shí)應(yīng)添加花崗巖粉，花崗巖粉添加比例為磷礦粉重量的3% -8%。
8.—種權(quán)利要求I所述的原生磷肥的制備方法，其特征在于通過(guò)機(jī)械化學(xué)法將活化材料導(dǎo)入振動(dòng)球磨機(jī)粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，使活化材料替代磷礦粉晶格中的通道離子，能夠?qū)⒉糠至椎V粉晶格固定的磷釋放，得到原生磷肥。
9.權(quán)利要求8所述的原生磷肥的制備方法，其特征在于所述振動(dòng)球磨機(jī)中加工粉碎5.0-120min，粉碎后使磷礦粉粒經(jīng)在O. 1-100 μ m之間，加工時(shí)應(yīng)力達(dá)到O. 1-2. O σ T0
10.權(quán)利要求9所述的原生磷肥的制備方法，其特征在于所述振動(dòng)球磨機(jī)中粉碎后使磷礦粉中粒經(jīng)彡50 μ m的磷礦粉占總量的60% 85%，加工時(shí)應(yīng)力達(dá)到I. 7 σ T。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用磷礦直接加工成具有一定有效磷含量的磷肥，具體的說(shuō)是一種原生磷肥及其加工方法。將活化材料導(dǎo)入粉碎過(guò)程中或粉碎后的超微細(xì)磷礦粉中，得到原生磷肥；所述磷礦粉和活化材料按重量份數(shù)計(jì)，磷礦粉∶活化材料＝60-97∶3-40，本發(fā)明通過(guò)超微細(xì)加工技術(shù)，減小磷礦粉的粒徑，破壞磷礦石的晶格結(jié)構(gòu)，提高磷礦粉的有效性，以超微細(xì)磷礦粉作為一級(jí)原料，結(jié)合磷素活化技術(shù)，對(duì)磷礦粉進(jìn)一步活化，更有利于超微細(xì)磷礦粉中磷的釋放。該技術(shù)使原生磷肥投入生產(chǎn)成為可能。
文檔編號(hào)C05G1/00GK102951941SQ20111024048
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者石元亮, 徐亞?wèn)| 申請(qǐng)人:石元亮, 徐亞?wèn)|