一種超細活化磷礦複合肥的製備方法
2023-12-08 16:53:56 4
專利名稱：一種超細活化磷礦複合肥的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，包括磷礦粉的超細粉碎方法和混料機械活化工藝，屬於化學複合肥料的製備方法技術領域。
背景技術：
近幾年來，全球的高品位磷礦資源儲量急劇下降，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，如何高效利用現有的磷礦資源，尤其是如何合理地為作物補充磷肥，就成為世界各國所關注的問題。我國磷礦資源主要以中低品位磷礦為主，高品位磷礦較少，難選的膠質沉積型磷礦偏多。這些磷礦的選礦成本過高，限制了磷礦資源的開發利用。
目前農業上使用的主要是具有磷酸根的化學肥料，是用硫酸將其中的磷置換成水溶性磷化合物的手段。其缺點是生產過程中用到大量的硫酸，與磷礦中的氟化鈣反應排放大量環境汙染物，生產成本也居高不下。在使用中水溶性磷酸根在土壤中很快與鈣鎂離子反應，生成水不溶性或弱溶性的物質，作物難於吸收利用，造成磷資源的浪費。長時間使用這類化肥，會使土壤板結，土壤肥力下降。
磷礦粉可在大多數情況下代替化學磷肥，它的主要優點是可利用中低品位的磷礦，生產過程只需要進行機械處理，生產成本低且不會產生汙染。長期使用磷礦粉肥料可以防止土壤板結，改良土壤，提高土壤肥力。但是，傳統技術加工的磷礦粉比較粗，比表面積小，難於在土壤中被作物吸收。這些因素使得磷礦粉一直沒有得到推廣。
目前關於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酵兩個方面。
張夫道等使用生產過磷酸鈣一半的硫酸量將磷礦粉加工為納米-亞微米級酸化磷礦粉-風化煤混合物，其生物學效果與過磷酸鈣相當，從而降低了硫酸用量(專利納米-亞微米級酸化磷礦粉混合物生產方法，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產生一些汙染物(如HF等)，同時長期施用會使土壤酸化板結。
蔣運達等發明了涉及生產農作物的環保型肥料高效活性有機磷肥及其生產工藝，是由畜禽糞便、秸稈粉、磷礦粉、外加複合菌種按一定重量份配比的原料組成，生產工藝是取上述重量份配比的原料，在攪拌機中攪拌均勻、粉碎，發酵6-7天，乾燥後造粒(專利高效活性有機磷肥及其生產工藝，200510046114)。這種磷礦粉肥料的生產周期較長，工藝較複雜，不利於工業化生產。
發明內容
本發明目的是提供一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，該製備方法是一種將磷礦進行高能量輸入的機械研磨，利用機械化學活化作用提高磷礦中的磷灰巖的化學活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。特別是在與超細腐植酸複合後，形成肥效穩定長久的超細活化磷礦複合肥。其生產過程屬於全部物理加工的短流程，無汙染、生產成本低；特別適合難選磷礦的高附加值利用。
一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，該製備方法包括以下步驟1、粗磷礦粉製備原料採用江蘇連雲港大輔磷礦和雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。
2、超細磷礦粉製備將粗磷礦粉加入球磨機或振動磨中進行以高機械能量輸入的研磨，最終粉碎成D90小於30um的超細磷礦粉，其粉碎方法可以是溼法或幹法。溼法或幹法高機械能量輸入的研磨本領域的技術人員都能做到。
3、磷礦粉肥料混料按質量比稱取磷礦粉、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、混料的機械活化處理將混料加入振動磨或攪拌磨中溼法處理，振動磨使用高密度研磨介質，攪拌磨採用小尺寸磨球，轉速為100-300轉/分，處理時間為0.2h-5h。
5、物料濃縮造粒將經機械活化處理的物料濃縮到一定程度時，用造粒機造粒得到最終產品。
機械化學活化是指物料在超細粉碎過程中，並不只是簡單的物料粒度的減小，它還包含了許多複雜的粉體物理化學性質和晶體結構的變化。機械力的作用引起粉體性質和結構的變化，在顆粒內部產生大量缺陷，破壞顆粒的晶體結構，提高粉體反應活性。粉體在超細粉碎過程中隨著粉碎的進行，礦物顆粒內的晶粒不斷減小，形成高體積分數的晶界。同時，粉末在磨球的不斷撞擊下內應變不斷增加，嚴重的塑性變形形成了高密度的缺陷，晶格亦發生嚴重的畸變，這些因素均促使體系的自由能提高。物料在超細粉碎過程中，由於以上兩種作用，使粉體處於很高的能量狀態。由化學反應熱力學可知，這種由各種缺陷儲存的能量將提供粉體發生化學反應的激活能，提高反應活性。
本發明公開的磷礦粉肥料具有突出的效果，一是與腐植酸複合後的肥效快，可作追肥使用；二是肥效穩定長久，可作基肥和種肥使用；三是對土壤有改良作用，防止土壤板結，增加土壤肥力；四是製備流程短，生產過程無廢棄物排出，無汙染；五是製備方法簡單，成本低；可利用中低品位的磷礦，節約礦物資源。
本發明公開的超細活化磷礦複合肥料是一種擁有化學肥料的肥效又彌補化學肥料缺點，同時生產成本低且生產過程無汙染的新型肥料。
圖1為發明工藝流程圖。
具體實施方案下面結合實施例說明本發明。
圖1為發明工藝流程圖。如圖1所示，原料通過破碎機和萬能磨粉碎成粗磷礦粉，再將粗磷礦粉通過球磨機或振動磨粉碎得到超細磷礦粉成為肥料預混料；肥料預混料中添加添加劑和腐殖酸並通過攪拌磨或振動磨高能活化處理後得到活化後的混料，活化後的混料進行濃縮造粒即得到超細活化磷礦複合肥產品。
實施例一原料採用雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。用球磨機將粗磷礦粉粉碎到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，攪拌磨轉速為300轉，處理時間為30min。然後濃縮造粒得到磷礦粉肥料產品。
實施例二原料採用雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。用振動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％)。混料加入振動磨中處理，振動磨轉速為100轉，處理時間為5小時。然後濃縮造粒得到磷礦粉肥料產品。
實施例三原料採用雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。用振動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％)。混料加入振動磨中處理，振動磨轉速為300轉，處理時間為0.2小時。然後濃縮造粒得到磷礦粉肥料產品。
實施例四原料採用雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。用振動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％)。混料加入振動磨中處理，振動磨轉速為200轉，處理時間為30min。然後濃縮造粒得到磷礦粉肥料產品。
實施例五原料採用雲南磷礦等中低品位的磷礦，把原磷礦石在未經選礦的情況下，用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成粗磷礦粉(100％過80目篩)。用振動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。混料加入振動磨中處理，振動磨轉速為100轉，處理時間為30min。然後濃縮造粒得到磷礦粉肥料產品。
本發明是一種將磷礦進行高能量輸入的機械研磨，利用機械化學活化作用提高磷礦中的磷灰巖的化學活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。特別是在與超細腐植酸複合後，形成肥效穩定長久的超細活化磷礦複合肥。
本發明製備的磷礦粉肥料與腐植酸複合後的肥效快，肥效穩定長久，對土壤有改良作用，防止土壤板結，增加土壤肥力。
本發明生產過程無廢棄物排出，無汙染，流程短，製備方法簡單，成本低，節約礦物資源。
權利要求
1.一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，其特徵在於，該製備方法包括以下步驟(1)粗磷礦粉製備把原料磷礦石用破碎機和萬能磨將磷礦石粉碎成100％過80目篩粗磷礦粉；(2)超細磷礦粉製備將步驟(1)所得粗磷礦粉加入到球磨機或振動磨中進行研磨，最終粉碎成D90小於30um的超細磷礦粉；(3)磷礦粉肥料混料按質量比稱取步驟(2)所述超細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)混料的機械活化處理將步驟(3)所得的混和料加入到振動磨或攪拌磨中溼法處理；振動磨使用高密度研磨介質，攪拌磨採用小尺寸磨球，振動磨或攪拌磨轉速為100～300轉/分，處理時間為0.2小時～5小時；(5)物料濃縮造粒將經步驟(4)機械活化處理得到的物料濃縮，用造粒機造粒得到最終產品超細活化磷礦複合肥。
2.根據權利要求1所述一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，其特徵在於，所述原料為江蘇連雲港大輔磷礦和雲南磷礦中低品位的磷礦。
3.根據權利要求1所述一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，其特徵在於，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
一種超細活化磷礦複合肥的製備方法，屬於化學複合肥料的製備方法技術領域。原料通過破碎機和萬能磨粉碎成粗磷礦粉，再通過球磨機或振動磨粉碎得到超細磷礦粉為肥料預混料；預混料中添加添加劑和腐殖酸經攪拌磨或振動磨高能活化處理後，進行濃縮造粒，即得到超細活化磷礦複合肥產品。本發明將磷礦進行高能量輸入的機械研磨，利用機械化學活化作用提高磷礦中的磷灰巖的化學活性，改善磷化合物在土壤中的緩釋速度。與超細腐植酸複合後，形成肥效穩定長久的超細活化磷礦複合肥；短流程，無汙染、成本低，特別適合難選磷礦的高附加值利用，節約礦物資源。製備的磷礦粉肥料肥效快，穩定長久，對土壤有改良作用。本發明是一種好的磷礦複合肥製備方法。
文檔編號C05B13/02GK1935749SQ20061011387
公開日2007年3月28日 申請日期2006年10月20日 優先權日2006年10月20日
發明者蓋國勝, 孟繁榮, 楊玉芬 申請人:清華大學