專利名稱：一種鉬尾礦酸性土壤調(diào)理劑及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種土壤改良制劑及其制備方法，具體涉及一種以鑰尾礦和白云石制造的酸性土壤調(diào)理劑及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
酸性土壤指pH值在7以下的土壤，包括磚紅壤、赤紅壤、紅壤、黃壤和燥紅土等土類。這類土壤除了土壤中的H+對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的障礙，還伴有鋁毒害、淹水條件下的錳毒害、植物營(yíng)養(yǎng)元素的流失與有效性降低特別是中微量元素的缺失等障礙?，F(xiàn)有改良酸性土壤所用的土壤調(diào)理劑分為兩大類石灰類和堿性工業(yè)廢渣。前者雖有很強(qiáng)的中和功能，但是如果過量或施用不均，會(huì)造成局部石灰化，損傷土壤微生物、影響土壤結(jié)構(gòu)且不能同時(shí)滿足作物對(duì)中微量元素肥料的需求；后者中和功能不足，雖能同時(shí)供應(yīng)中微量元素但常常有重金屬及對(duì)土壤肥力有害的雜質(zhì)，中微量元素種類單一影響土壤養(yǎng)分平衡。單純大量地使用化肥以及農(nóng)作物產(chǎn)量大幅度提高，使耕地土壤普遍缺乏中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，酸性土壤主要缺乏鈣、鎂、硅，鑰、鋅等中微量元素，現(xiàn)有的中微量元素肥料多為化學(xué)方法生產(chǎn)的水溶性產(chǎn)品，價(jià)格昂貴、易流失、不能持久解決土壤缺失，而且大多是硫酸鹽制劑，養(yǎng)分吸收后殘留的硫酸根會(huì)加劇土壤酸化。我國(guó)南方酸性土壤分布很廣，大約在5000萬公頃，迫切需要具有高效穩(wěn)定的改良效果、同時(shí)又能全面均衡地供給酸性土壤缺失的中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的新型土壤調(diào)理劑。尾礦是大宗工業(yè)固廢，不僅影響生態(tài)、污染環(huán)境還有引發(fā)泥石流災(zāi)害的隱患，是環(huán)保和安全的重大威脅，同時(shí)也是巨大的資源財(cái)富。但目前實(shí)際應(yīng)用的尾礦資源化技術(shù)基本上是填路基、制造磚瓦和建筑陶瓷類，存在兩大問題一是所替代的只是沙石類價(jià)值很低的資源，對(duì)鑰尾礦這樣含有種類較全、對(duì)農(nóng)作物價(jià)值很高的中微量元素的尾礦，難以體現(xiàn)資源價(jià)值(以選礦殘留的鑰為例，一個(gè)年產(chǎn)2000t鑰精礦的中型選礦廠至少產(chǎn)生100萬噸尾礦，按國(guó)內(nèi)選礦的最好水平尾礦含鑰量0.01%計(jì)算至少殘留IOOt鑰量，化工產(chǎn)出等鑰量微肥(150t)價(jià)值3000萬元，成本需2000萬元以上，還有鐵、銅、鋅、錳、鉀，硅等)，當(dāng)成沙石利用根本無法體現(xiàn)它的價(jià)值；二是由于交通運(yùn)輸成本和質(zhì)量原因尾礦的上述用途也無法被市場(chǎng)接受，真正利用量很少，對(duì)尾礦減量化作用不大。國(guó)內(nèi)已有將鑰尾礦活化用作復(fù)混肥填料和配制沙化土壤的固沙保水功能的土壤調(diào)理劑的技術(shù)提出，但不適用于酸性土壤的改良和中微量元素補(bǔ)充的功能需求。地殼巖石中的硅酸鹽是植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的主要來源，但是自然界中的由巖漿緩慢冷卻形成的硅酸鹽晶體不能直接被植物吸收利用，需要經(jīng)過漫長(zhǎng)地質(zhì)年代的風(fēng)化成土過程變成微晶體或非晶體，才具有能被吸收的活性，土壤缺乏中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是缺乏具有活性的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素。人工制造的硅酸鹽礦物也需要活化為非晶體或微晶體，才能作為中微量元素肥料供給作物利用，因此制造過程中需要快速活化的工藝措施，使其成為水溶性或枸溶性(弱酸溶性)狀態(tài)?；罨屑踊瘜W(xué)活化物質(zhì)(活化劑)和對(duì)熔融狀態(tài)硅酸鹽冷淬阻斷結(jié)晶兩種方法。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，利用鑰尾礦為主要原料制成的酸性土壤調(diào)理劑，能夠高效、穩(wěn)定、持久地改良酸性土壤，含有在弱酸性土壤中能夠被作物均衡吸收、不易流失的中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，并具有低能耗、低成本、低售價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的生產(chǎn)方法，充分利用鑰尾礦固廢資源，實(shí)現(xiàn)尾礦減量化、降低環(huán)境壓力和安全隱患。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，其包括熟料和分散劑，所述熟料是用鑰尾礦、白云石、無煙煤為原料制備而成；原料中各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和為100%，配入無煙煤的質(zhì)量分 數(shù)a=10-15 %，鑰尾礦與白云石配入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是通過控制原料中堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比為n=l. 2-1. 4，按照以下公式計(jì)算配入鑰尾礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1+ (1+a) X (100_a)%;其中a =n I E堿性「E酸性！ I + I
Ewtt2-Elgtt2 I，E雜丨為鑰尾礦中堿性氧化物的摩爾數(shù)總和，Elg14l為鑰尾礦中酸性氧化物的摩爾數(shù)總和；Eiffi2為白云石中堿性氧化物的摩爾數(shù)總和，Elgtt2白云石中酸性氧化物的摩爾數(shù)總和；所述分散劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的5-15%。本發(fā)明中，無煙煤配入量的確定是根據(jù)原料中堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比、所采用的無煙煤的熱值以及堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比所對(duì)應(yīng)的熔融溫度及標(biāo)煤配入量經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算得到的；計(jì)算公式如下標(biāo)煤配入量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)％)與n之間的計(jì)算公式為y=-lln+23, y表示標(biāo)煤的配入量，n為堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比；無煙煤的配入質(zhì)量分?jǐn)?shù)％=標(biāo)準(zhǔn)煤熱值Q標(biāo)+無煙煤熱值Q無X標(biāo)煤配入量。優(yōu)選的方案中，鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑包括熟料，所述熟料是用鑰尾礦、白云石、無煙煤為原料制備而成，其中各組分的用量以質(zhì)量百分比計(jì)分別為鑰尾礦28-32%，白云石50-61%、無煙煤11-13%，三種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100%。優(yōu)選的，本發(fā)明所述鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑還包括礦化劑，礦化劑的質(zhì)量為熟料質(zhì)量的0. 5-1. 5%。礦化劑作用是調(diào)整鐵鋁比到5:1-10:1加速其他成分的反應(yīng)、降低熔融溫度減少能耗；當(dāng)原料中三氧化二鐵/三氧化二鋁比值> I 10，則不必添加礦化劑，反之則添加氧化鐵礦物使之達(dá)到I : l(Tl:5之間。礦化劑可以是添加氧化鐵也可以添加堿金屬的物料或螢石等。本發(fā)明所述鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑還包括在土壤調(diào)理劑熟料粉碎時(shí)加入分散劑，分散劑的質(zhì)量為熟料質(zhì)量的5-15%。分散劑的目的是防止硅酸鈣在土壤中吸水凝固，避免降低肥效及對(duì)根系生長(zhǎng)的不利影響，其作用原理是阻斷水合硅酸鹽離子間化學(xué)鍵，破壞凝固體形成。優(yōu)選的，本發(fā)明所述的分散劑為300-400目的極細(xì)粉末，選自有機(jī)肥、污泥、泥炭、作物秸桿等中的一種或兩種以上混合。鑰尾礦主要含二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀，白云石中主要含有氧化鈣、氧化鎂，而熟料總體是強(qiáng)堿性的，鑰尾礦與白云石的配比上是根據(jù)土壤調(diào)理劑改良酸性土壤的需要，采用堿性氧化物酸性氧化物=1 I. 2-1.4(摩爾t匕)的比例計(jì)算配比；其中兩性的鐵、三氧化二鋁在強(qiáng)堿性熔融液中顯酸性，在生成物中與二氧化硅同樣成為酸根，計(jì)算時(shí)作為酸性氧化物計(jì)算。一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備方法，其包括以下步驟I)檢測(cè)按照GB/T23349-2009檢測(cè)鑰尾礦中重金屬的含量，采用符合GB/T23349-2009規(guī)定限值的鑰尾礦；2)研磨造粒將白云石、檢測(cè)合格的鑰尾礦及無煙煤分別烘干并在球磨機(jī)中研磨，分別過200目篩后，按照權(quán)利要求I的公式計(jì)算出原料中組分的配入量，按照配方量將研磨 后的鑰尾礦粉、白云石粉、無煙煤粉混合均勻，加濕造成5-10mm顆粒；3)煅燒上述顆粒轉(zhuǎn)入到機(jī)械立窯中于1150-1350°C溫度下煅燒，在立窯燒成段停留時(shí)間20-40分鐘；4)活化熔融熟料在立窯中下降過程中，由窯底部鼓入的高壓冷風(fēng)冷卻活化，得到活化熟料；5)改性熟料用粉碎機(jī)粉碎，添加分散劑充分混合，即得到酸性土壤調(diào)理劑產(chǎn)品。優(yōu)選的，步驟2)中，在混合原料中加入占混合原料重量0. 5-1. 5%的礦化劑并混合均勻，之后再進(jìn)行煅燒。優(yōu)選的，本發(fā)明步驟4)中，粉碎后土壤調(diào)理劑粉末的細(xì)度為80-100目。本發(fā)明鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備采用回轉(zhuǎn)窯煅燒也可以完成同樣的任務(wù)，用鑰尾礦和白云石為原料，按照堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比I :1. 2-1. 4，在相應(yīng)的1150-1350°C熔融溫度煅燒生產(chǎn)土壤調(diào)理劑熟料，加分散劑后研磨成為鑰尾礦土壤調(diào)理劑產(chǎn)品，其工藝過程的不同點(diǎn)在于I)生料中不配入無煙煤，由回轉(zhuǎn)窯窯頭噴入燃?xì)饣蛎悍?和燃?xì)?煤粉)達(dá)到熔融的煅燒溫度；2)混合料可以直接加入回轉(zhuǎn)窯，也可以加濕造粒后加入，根據(jù)回轉(zhuǎn)窯窯尾附屬進(jìn)料設(shè)備的配置而定；3)活化反應(yīng)采用水淬，即在窯尾配置沖水裝置在將熔融料急冷同時(shí)移至下一道固液分離工序，烘干后加分散劑粉碎成為鑰尾礦土壤調(diào)理劑產(chǎn)品。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑能夠高效、穩(wěn)定、持久地改良酸性土壤，同時(shí)能提供能夠被作物均衡吸收、不易流失的中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，并具有低能耗、低成本、低售價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑生產(chǎn)工藝充分利用鑰尾礦固廢資源，實(shí)現(xiàn)尾礦減量化、降低環(huán)境壓力和安全隱患的目的。下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例。
實(shí)施例1一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑包括熟料，所述熟料是用鑰尾礦、白云石、無煙煤為原料制備而成，選用的鑰礦尾礦、白云石和無煙煤原料符合GB/T23349-2009規(guī)定的鑰尾礦；檢測(cè)原料中的成分及計(jì)算結(jié)果見表I :表I :原料配比計(jì)算表
權(quán)利要求
1.一種鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，其特征在于其包括熟料和分散劑，所述熟料是用鑰尾礦、白云石、無煙煤為原料制備而成；原料中各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總和為100%，配入無煙煤的質(zhì)量分?jǐn)?shù)a=10-15%，鑰尾礦與白云石配入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是通過控制原料中堿性氧化物與酸性氧化物摩爾比為n=l. 2-1. 4，按照以下公式計(jì)算配入 鑰尾礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)=1+ (1+a ) X (100_a)%;其中a =n I E堿性「E酸性i I + I E堿性2- Elgtt2 I，鑰尾礦中堿性氧化物的摩爾數(shù)總和，Elg14lS鑰尾礦中酸性氧化物的摩爾數(shù)總和；Eiffi2為白云石中堿性氧化物的摩爾數(shù)總和，Elgtt2白云石中酸性氧化物的摩爾數(shù)總和； 所述分散劑的質(zhì)量為原料總質(zhì)量的5-15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，其特征在于其中各組分的用量以質(zhì)量百分比計(jì)分別為鑰尾礦28-32%，白云石50-61%、無煙煤11-13%，三種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，其特征在于其還包括礦化劑，礦化劑的質(zhì)量為熟料質(zhì)量的0. 5-1. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑，其特征在于所述分散劑為300-400目的極細(xì)粉末，選自有機(jī)肥、污泥、褐煤、泥炭、作物秸桿中的一種或兩種以上混
5.一種如權(quán)利要求I所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于其包括以下步驟 1)檢測(cè)按照GB/T23349-2009檢測(cè)鑰尾礦中重金屬的含量，采用符合GB/T23349-2009限值規(guī)定的鑰尾礦； 2)研磨造粒將白云石、檢測(cè)合格的鑰尾礦及無煙煤分別烘干并在球磨機(jī)中研磨，分別過200目篩后，按照權(quán)利要求I的公式計(jì)算出原料中組分的配入量，按照配方量將研磨后的鑰尾礦粉、白云石粉、無煙煤粉混合均勻，加濕造成5-10mm顆粒； 3)煅燒上述顆粒轉(zhuǎn)入到機(jī)械立窯中于1150-1350°C溫度下煅燒，在立窯燒成段停留時(shí)間20-40分鐘； 4)活化熔融熟料在立窯中下降過程中，由窯底部鼓入的高壓冷風(fēng)冷卻活化，得到活化熟料； 5)改性熟料用粉碎機(jī)粉碎，添加分散劑充分混合，即得到酸性土壤調(diào)理劑產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于步驟2)中，在混合原料中加入占混合原料重量0. 5-1. 5%的礦化劑并混合均勻，之后再進(jìn)行煅燒。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于步驟4)中，添加占混合原料重量5-15%的分散劑，并充分?jǐn)嚢杌旌?，在添加分散劑后再進(jìn)行粉碎。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑰尾礦酸性土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于步驟4)中，粉碎后土壤調(diào)理劑粉末的細(xì)度為80-100目。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鉬尾礦酸性土壤調(diào)理劑及其生產(chǎn)工藝，鉬尾礦酸性土壤調(diào)理劑，包括熟料與分散劑，所述熟料是用鉬尾礦、白云石、無煙煤為原料；經(jīng)過檢驗(yàn)、研磨混料、在1150-1350℃煅燒、活化之后得到活化熟料、然后加分散劑粉碎成為酸性土壤調(diào)理劑。本發(fā)明的鉬尾礦酸性土壤調(diào)理劑能夠高效、穩(wěn)定、持久地改良酸性土壤，同時(shí)能為弱酸性土壤提供作物可以均衡吸收、不易流失的中微量元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)，并具有低能耗、低成本、低售價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的鉬尾礦酸性土壤調(diào)理劑生產(chǎn)工藝充分利用鉬尾礦中的有價(jià)資源，實(shí)現(xiàn)尾礦減量排放、降低環(huán)境壓力和安全隱患。
文檔編號(hào)C05G3/04GK102826926SQ20121031991
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者董堅(jiān) 申請(qǐng)人:廣東萬山農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司