專(zhuān)利名稱(chēng)：：無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于肥料制造領(lǐng)域，特別涉及磷肥的生產(chǎn)。由硫酸與磷礦粉反應(yīng)制得的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥是磷肥的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，其生產(chǎn)需消耗大量硫酸，且成品磷肥的強(qiáng)酸性對(duì)酸性土不利，也不利于復(fù)混肥的生產(chǎn)。此外，過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥及其它磷肥，包括磷銨、重鈣、硝酸磷肥、鈣鎂磷肥等的一個(gè)最大的缺點(diǎn)是施入土壤后很快被固定成緩效或無(wú)效磷，對(duì)作物的有效性不高。一般當(dāng)季利用率僅20％左右。如何改進(jìn)磷肥生產(chǎn)工藝，降低成本，提高磷肥有效性一直是農(nóng)業(yè)科技工作的熱點(diǎn)。本發(fā)明針對(duì)這些問(wèn)題經(jīng)多年研究，應(yīng)用有機(jī)無(wú)機(jī)活化劑活化磷礦粉并加入一定比例的普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥獲得了明顯的效果，在對(duì)新磷肥的成鍵和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上發(fā)明了生產(chǎn)無(wú)原料酸高效磷肥的工藝方法。本發(fā)明的目的在于通過(guò)活化劑的運(yùn)用改進(jìn)現(xiàn)有磷肥生產(chǎn)由硫酸與磷礦粉反應(yīng)制備磷肥的生產(chǎn)工藝，降低設(shè)備投資和損耗，生產(chǎn)出成本低，抗土壤固定能力強(qiáng)，生物有效性高，經(jīng)濟(jì)效益好，而且對(duì)環(huán)境友好的無(wú)原料酸高效磷肥。本發(fā)明包括磷礦石的粉碎、研磨、原料混合攪拌、干燥等過(guò)程。本方法特點(diǎn)在無(wú)原料酸磷肥生產(chǎn)過(guò)程中加入活化劑，活化劑的加入依據(jù)設(shè)備和原料條件有兩種加入方式，一、在磷礦粉中加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑，混勻后再加適量液體于研磨機(jī)中研磨，在研磨過(guò)程中活化劑與磷礦粉充分接觸并活化磷礦。向從研磨機(jī)中出來(lái)的活化磷礦粉中加入占產(chǎn)品磷肥重量的5-99％(重量)的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，攪拌均勻，干燥即成為產(chǎn)品。二、在磷礦粉與占產(chǎn)品磷肥重量5-99％(重量)的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥加入適量液體混合均勻后加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑，攪拌均勻，堆放活化，干燥后即成為產(chǎn)品。所說(shuō)的無(wú)機(jī)活化劑為沸石、膨潤(rùn)土、蛭石、銨化沸石、銨化膨潤(rùn)土、銨化蛭石、酸化沸石、酸化膨潤(rùn)土、酸化蛭石。其中沸石、膨潤(rùn)土、蛭石是天然無(wú)機(jī)礦物；銨化沸石、銨化膨潤(rùn)土、銨化蛭石分別是沸石、膨潤(rùn)土、蛭石的銨飽和物；酸化沸石、酸化膨潤(rùn)土、酸化蛭石分別是沸石、膨潤(rùn)土、蛭石的酸飽和物。所說(shuō)的有機(jī)活化劑是指木質(zhì)素(包括堿木素和木素磺酸鹽)、味精廢液、酒精廢液。木質(zhì)素(包括堿木素和木素磺酸鹽)是商品，味精廢液是味精廠廢液濃縮制得，酒精廢液是酒精廠廢液濃縮制得。在加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑活化磷礦粉生產(chǎn)無(wú)原料酸高效磷肥時(shí)可選用上述有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑中的一種或多種，在加入多種活化劑時(shí)，其總加入量不宜超過(guò)其中一種應(yīng)加入量的最大值?；罨瘎┑募尤肓糠惺尤肓空籍a(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化沸石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化沸石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、木質(zhì)素加入量占產(chǎn)品磷肥的2-50％(重量)、味精廢液加入量占產(chǎn)品磷肥的10-75％(重量)、酒精廢液加入占產(chǎn)品磷肥的10-75％(重量)。在上述活化劑中，沸石、膨潤(rùn)土、蛭石、銨化沸石、銨化膨潤(rùn)土、銨化蛭石、酸化沸石、酸化膨潤(rùn)土、酸化蛭石的理想加入量占產(chǎn)品磷肥的15-25％，木素的理想加入量占產(chǎn)品磷肥的4-8％。。不同品種的磷礦粉其有效磷及全磷含量是不同的，全磷量為25-33％(P2O5％)，有效磷為4-8％(P2O5％)的磷礦粉如中國(guó)開(kāi)陽(yáng)磷礦粉，各類(lèi)活化劑的加入量占產(chǎn)品磷肥重量的10-30％可獲得明顯的肥效和經(jīng)濟(jì)效益。而對(duì)于全磷量為22-30％(P2O5％)，有效磷小于2％(P2O5％)的磷礦粉如中國(guó)昆陽(yáng)磷礦粉，各類(lèi)活化劑的加入量占產(chǎn)品磷肥重量的12-45％為宜。在無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥的加入可選用其中一種或二者以任意比例混合，在混合加入時(shí)，過(guò)磷酸鈣與鈣鎂磷肥的比例為3/7(重量)較理想。過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥的加入量根據(jù)磷礦粉和活化劑種類(lèi)及過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥有效磷含量不同而變動(dòng)，根據(jù)對(duì)產(chǎn)品磷肥有效磷和肥效的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般占產(chǎn)品磷肥的5-99％(重量)，理想的加入量為15-30％(重量)。本發(fā)明實(shí)施過(guò)程依據(jù)設(shè)備和原料條件可采取下述兩種過(guò)程中一種一、將磷礦石粉碎過(guò)80-200目篩，于磷礦粉中按比例加入上述活化劑的其中一種或多種，混合均勻后，加入適量液體充分?jǐn)嚢柩心?，可用球磨機(jī)或攪拌混料機(jī)研磨成勻漿，放置1小時(shí)以上使磷礦粉活化。然后加入占產(chǎn)品磷肥重量的5-99％的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，攪拌均勻，干燥即成為產(chǎn)品；二、將已粉碎過(guò)80-200目篩的磷礦粉與占產(chǎn)品磷肥重量5-99％的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥與適量液體混合均勻后加入上述比例的有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑，攪拌均勻，堆放活化1-7天，干燥后即成為產(chǎn)品。本發(fā)明在磷礦粉中加入的無(wú)機(jī)活化劑沸石、膨潤(rùn)土、蛭石具有特殊的結(jié)構(gòu)和較大的離子交換能力，經(jīng)混合處理后對(duì)磷礦粉有較強(qiáng)的活化效果并能降低磷在土壤中的固定作用。加入有機(jī)活化劑木質(zhì)素、味精廢液自身結(jié)構(gòu)上含有大量的羥基、羧基和胺基等活性基團(tuán)，經(jīng)混合處理后對(duì)磷礦粉中磷有活化作用。在此活化基礎(chǔ)上，根據(jù)“縱向平衡”原理(供肥和需肥的動(dòng)態(tài)平衡)，與適量的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥配合，產(chǎn)生縱向復(fù)合作用，使本產(chǎn)品同時(shí)具有速效、長(zhǎng)效、高效的突出性能。本產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)1.結(jié)構(gòu)分析用X射線衍射技術(shù)測(cè)定其晶體結(jié)構(gòu)，用紅外光譜分析其成鍵情況。2.化學(xué)分析用鉬蘭比色法測(cè)定其水溶性磷和有效磷的含量。3.土壤中抗固定能力測(cè)定在400g土壤中加入0.5g節(jié)酸高效磷肥，加入適量的水使土壤保持田間持水量的水分狀況培養(yǎng)2-5天，然后加入800ml水震蕩6小時(shí)，過(guò)濾，測(cè)濾液中磷含量及過(guò)濾后土壤中有效磷和水溶性磷含量。按上述步驟對(duì)CK(普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥)進(jìn)行測(cè)定，比較兩者抗固磷力。與CK比較，無(wú)原料酸高效磷肥濾液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量較高。產(chǎn)品特性無(wú)原料酸高效磷肥總的肥效特征是抗土壤固定能力強(qiáng)，速效長(zhǎng)效兼?zhèn)?，肥料利用率高，生物有效性高。?jīng)試驗(yàn)，在南方紅壤玉米上，在等量施肥條件下，無(wú)原料酸高效磷肥比普通磷肥增產(chǎn)8-35％，且明顯提高玉米地上部分吸磷量。無(wú)原料酸高效磷肥的化學(xué)分析結(jié)果表明，與普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥相比其有效性磷中水溶性磷比例下降，但拘溶性磷中的CaHPO4.2H2O含量不減，且結(jié)晶度降低，有利于改善養(yǎng)分供應(yīng)與作物需要的動(dòng)態(tài)平衡。無(wú)原料酸高效磷肥抗固定能力明顯優(yōu)于普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥。在等重量條件下，本產(chǎn)品的肥效通常優(yōu)于普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.為磷礦粉的工業(yè)化大規(guī)模多渠道高效利用開(kāi)辟了新的技術(shù)途徑；2.減少了磷肥生產(chǎn)的設(shè)備投資，使復(fù)混肥廠或新建磷肥廠在少量設(shè)備投資條件下即可進(jìn)行磷肥生產(chǎn)；3.生產(chǎn)中無(wú)硫酸與磷礦粉的混合化成等過(guò)程，大大降低了設(shè)備腐蝕造成的損失，有利于利用中低品位磷礦石，因而明顯降低磷肥生產(chǎn)成本；4.磷肥產(chǎn)品抗土壤固定能力強(qiáng)，肥料供肥與作物需肥較協(xié)調(diào)，利用率高，肥效好，且可增產(chǎn)并明顯改善作物品質(zhì)，明顯減少淋溶損失，有助于防治水體的富營(yíng)養(yǎng)化，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施實(shí)例實(shí)施例1用表1所示的磷礦100噸，生產(chǎn)無(wú)原料酸高效磷肥的生產(chǎn)過(guò)程表1某磷礦基本化學(xué)組成1.磷礦石粉碎過(guò)80-100目篩；2.加入銨化膨潤(rùn)土活化劑15-30噸，與磷礦粉混勻，加少量液體(此例為水)，在研磨機(jī)中研磨成漿狀，放置1-5小時(shí)；3.向從研磨機(jī)出來(lái)的料漿中加入12-35噸過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，攪拌均勻；4.干燥即成為產(chǎn)品。實(shí)施例2用上表1所示的磷礦100噸，生產(chǎn)無(wú)原料酸高效磷肥的生產(chǎn)過(guò)程1.磷礦石粉碎過(guò)80-100目篩；2.向磷礦粉中加入12-35噸過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，并加入適量液體，攪拌均勻；3.加入銨化膨潤(rùn)土活化劑15-30噸，與磷礦粉和磷酸鈣或鈣鎂磷肥的混合物攪拌均勻，堆放1-5天；4.干燥即成為產(chǎn)品。實(shí)施例3用表2所示的磷礦100噸，生產(chǎn)無(wú)原料酸高效磷肥的生產(chǎn)過(guò)程表2某磷礦基本化學(xué)組成</tables>1.礦石粉碎過(guò)80-100目篩；2.加入木質(zhì)素活化劑3-12噸，與磷礦粉混勻，加少量液體，在研磨機(jī)中研磨成漿狀，放置1-5小時(shí)；3.向從研磨機(jī)出來(lái)的料漿中加入15-40噸過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，攪拌均勻；4.干燥既成為產(chǎn)品。權(quán)利要求1.無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法包括磷礦粉的粉碎、研磨、原料混合攪拌、干燥等過(guò)程，其特征在于磷礦粉中加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑，混勻后加入適量液體于研磨機(jī)中研磨成勻漿，于勻漿中加入占產(chǎn)品磷肥重量的5-99％(重量)的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥，攪拌均勻，干燥即成產(chǎn)品；或在磷礦粉與占產(chǎn)品磷肥重量5-99％(重量)的過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥混合物中加入適量液體混合均勻后，加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑，攪拌均勻，堆放活化至熟化，干燥后即成為產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)無(wú)機(jī)活化劑有沸石、膨潤(rùn)土、蛭石、銨化沸石、銨化膨潤(rùn)土、銨化蛭石、酸化沸石、酸化膨潤(rùn)土、酸化蛭石。3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于所說(shuō)的有機(jī)活化劑有木質(zhì)素、味精廢液、酒精廢液。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所說(shuō)的無(wú)原料高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于活化劑的加入量為沸石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化沸石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、銨化蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化沸石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化膨潤(rùn)土加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、酸化蛭石加入量占產(chǎn)品磷肥的2-60％(重量)、木質(zhì)素加入量占產(chǎn)品磷肥的2-50％(重量)、味精廢液加入量占產(chǎn)品磷肥的10-75％(重量)、酒精廢液加入量占產(chǎn)品磷肥的10-75％(重量)。5.根據(jù)權(quán)利要求1和4所說(shuō)的無(wú)原料酸高效磷肥的生產(chǎn)方法，其特征在于無(wú)機(jī)活化劑的理想加入量為15-25％(重量)，木質(zhì)素的理想加入量為4-8％(重量)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于在加入有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑時(shí)，可選用有機(jī)或無(wú)機(jī)活化劑的一種或多種，在加入多種活化劑時(shí)，其總加入量不宜超過(guò)其中一種應(yīng)加入量的最大值。7.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥的加入可選用其中一種也可以兩者的任意混合，其理想的混合比例為過(guò)磷酸鈣∶鈣鎂磷肥為3∶7(重量)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥的理想加入量占產(chǎn)品磷肥量的15-30％(重量)。全文摘要無(wú)原料酸高效磷肥生產(chǎn)方法。其特征在于它應(yīng)用有機(jī)、無(wú)機(jī)活化劑在一定的工藝條件下按一定比例加入磷礦粉中能顯著提高磷的有效性。磷礦粉通過(guò)活化后再加入一定比例的普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥制得的無(wú)原料酸高效磷肥肥效與普通過(guò)磷酸鈣或鈣鎂磷肥相當(dāng)或略優(yōu)。其生產(chǎn)無(wú)需磷礦粉與硫酸的混合、化成等專(zhuān)用設(shè)備,只需普通的混合設(shè)備,有利于現(xiàn)有復(fù)混肥廠加工生產(chǎn)和中低品位磷礦的高效利用。文檔編號(hào)C05B17/00GK1276359SQ0011722公開(kāi)日2000年12月13日申請(qǐng)日期2000年7月4日優(yōu)先權(quán)日2000年7月4日發(fā)明者毛小云,廖宗文,劉可星,王德漢,吳平霄申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)