专利名称：：无原料酸高效磷肥生产方法
技术领域：
：本发明属于肥料制造领域，特别涉及磷肥的生产。由硫酸与磷矿粉反应制得的过磷酸钙或钙镁磷肥是磷肥的传统生产方法，其生产需消耗大量硫酸，且成品磷肥的强酸性对酸性土不利，也不利于复混肥的生产。此外，过磷酸钙或钙镁磷肥及其它磷肥，包括磷铵、重钙、硝酸磷肥、钙镁磷肥等的一个最大的缺点是施入土壤后很快被固定成缓效或无效磷，对作物的有效性不高。一般当季利用率仅20％左右。如何改进磷肥生产工艺，降低成本，提高磷肥有效性一直是农业科技工作的热点。本发明针对这些问题经多年研究，应用有机无机活化剂活化磷矿粉并加入一定比例的普通过磷酸钙或钙镁磷肥获得了明显的效果，在对新磷肥的成键和结构特点研究的基础上发明了生产无原料酸高效磷肥的工艺方法。本发明的目的在于通过活化剂的运用改进现有磷肥生产由硫酸与磷矿粉反应制备磷肥的生产工艺，降低设备投资和损耗，生产出成本低，抗土壤固定能力强，生物有效性高，经济效益好，而且对环境友好的无原料酸高效磷肥。本发明包括磷矿石的粉碎、研磨、原料混合搅拌、干燥等过程。本方法特点在无原料酸磷肥生产过程中加入活化剂，活化剂的加入依据设备和原料条件有两种加入方式，一、在磷矿粉中加入有机或无机活化剂，混匀后再加适量液体于研磨机中研磨，在研磨过程中活化剂与磷矿粉充分接触并活化磷矿。向从研磨机中出来的活化磷矿粉中加入占产品磷肥重量的5-99％(重量)的过磷酸钙或钙镁磷肥，搅拌均匀，干燥即成为产品。二、在磷矿粉与占产品磷肥重量5-99％(重量)的过磷酸钙或钙镁磷肥加入适量液体混合均匀后加入有机或无机活化剂，搅拌均匀，堆放活化，干燥后即成为产品。所说的无机活化剂为沸石、膨润土、蛭石、铵化沸石、铵化膨润土、铵化蛭石、酸化沸石、酸化膨润土、酸化蛭石。其中沸石、膨润土、蛭石是天然无机矿物；铵化沸石、铵化膨润土、铵化蛭石分别是沸石、膨润土、蛭石的铵饱和物；酸化沸石、酸化膨润土、酸化蛭石分别是沸石、膨润土、蛭石的酸饱和物。所说的有机活化剂是指木质素(包括碱木素和木素磺酸盐)、味精废液、酒精废液。木质素(包括碱木素和木素磺酸盐)是商品，味精废液是味精厂废液浓缩制得，酒精废液是酒精厂废液浓缩制得。在加入有机或无机活化剂活化磷矿粉生产无原料酸高效磷肥时可选用上述有机或无机活化剂中的一种或多种，在加入多种活化剂时，其总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值。活化剂的加入量沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、木质素加入量占产品磷肥的2-50％(重量)、味精废液加入量占产品磷肥的10-75％(重量)、酒精废液加入占产品磷肥的10-75％(重量)。在上述活化剂中，沸石、膨润土、蛭石、铵化沸石、铵化膨润土、铵化蛭石、酸化沸石、酸化膨润土、酸化蛭石的理想加入量占产品磷肥的15-25％，木素的理想加入量占产品磷肥的4-8％。。不同品种的磷矿粉其有效磷及全磷含量是不同的，全磷量为25-33％(P2O5％)，有效磷为4-8％(P2O5％)的磷矿粉如中国开阳磷矿粉，各类活化剂的加入量占产品磷肥重量的10-30％可获得明显的肥效和经济效益。而对于全磷量为22-30％(P2O5％)，有效磷小于2％(P2O5％)的磷矿粉如中国昆阳磷矿粉，各类活化剂的加入量占产品磷肥重量的12-45％为宜。在无原料酸高效磷肥生产过程中，过磷酸钙或钙镁磷肥的加入可选用其中一种或二者以任意比例混合，在混合加入时，过磷酸钙与钙镁磷肥的比例为3/7(重量)较理想。过磷酸钙或钙镁磷肥的加入量根据磷矿粉和活化剂种类及过磷酸钙或钙镁磷肥有效磷含量不同而变动，根据对产品磷肥有效磷和肥效的要求进行调节，一般占产品磷肥的5-99％(重量)，理想的加入量为15-30％(重量)。本发明实施过程依据设备和原料条件可采取下述两种过程中一种一、将磷矿石粉碎过80-200目筛，于磷矿粉中按比例加入上述活化剂的其中一种或多种，混合均匀后，加入适量液体充分搅拌研磨，可用球磨机或搅拌混料机研磨成匀浆，放置1小时以上使磷矿粉活化。然后加入占产品磷肥重量的5-99％的过磷酸钙或钙镁磷肥，搅拌均匀，干燥即成为产品；二、将已粉碎过80-200目筛的磷矿粉与占产品磷肥重量5-99％的过磷酸钙或钙镁磷肥与适量液体混合均匀后加入上述比例的有机或无机活化剂，搅拌均匀，堆放活化1-7天，干燥后即成为产品。本发明在磷矿粉中加入的无机活化剂沸石、膨润土、蛭石具有特殊的结构和较大的离子交换能力，经混合处理后对磷矿粉有较强的活化效果并能降低磷在土壤中的固定作用。加入有机活化剂木质素、味精废液自身结构上含有大量的羟基、羧基和胺基等活性基团，经混合处理后对磷矿粉中磷有活化作用。在此活化基础上，根据“纵向平衡”原理(供肥和需肥的动态平衡)，与适量的过磷酸钙或钙镁磷肥配合，产生纵向复合作用，使本产品同时具有速效、长效、高效的突出性能。本产品的质量检测1.结构分析用X射线衍射技术测定其晶体结构，用红外光谱分析其成键情况。2.化学分析用钼兰比色法测定其水溶性磷和有效磷的含量。3.土壤中抗固定能力测定在400g土壤中加入0.5g节酸高效磷肥，加入适量的水使土壤保持田间持水量的水分状况培养2-5天，然后加入800ml水震荡6小时，过滤，测滤液中磷含量及过滤后土壤中有效磷和水溶性磷含量。按上述步骤对CK(普通过磷酸钙或钙镁磷肥)进行测定，比较两者抗固磷力。与CK比较，无原料酸高效磷肥滤液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量较高。产品特性无原料酸高效磷肥总的肥效特征是抗土壤固定能力强，速效长效兼备，肥料利用率高，生物有效性高。经试验，在南方红壤玉米上，在等量施肥条件下，无原料酸高效磷肥比普通磷肥增产8-35％，且明显提高玉米地上部分吸磷量。无原料酸高效磷肥的化学分析结果表明，与普通过磷酸钙或钙镁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含量不减，且结晶度降低，有利于改善养分供应与作物需要的动态平衡。无原料酸高效磷肥抗固定能力明显优于普通过磷酸钙或钙镁磷肥。在等重量条件下，本产品的肥效通常优于普通过磷酸钙或钙镁磷肥。本发明的优点1.为磷矿粉的工业化大规模多渠道高效利用开辟了新的技术途径；2.减少了磷肥生产的设备投资，使复混肥厂或新建磷肥厂在少量设备投资条件下即可进行磷肥生产；3.生产中无硫酸与磷矿粉的混合化成等过程，大大降低了设备腐蚀造成的损失，有利于利用中低品位磷矿石，因而明显降低磷肥生产成本；4.磷肥产品抗土壤固定能力强，肥料供肥与作物需肥较协调，利用率高，肥效好，且可增产并明显改善作物品质，明显减少淋溶损失，有助于防治水体的富营养化，具有明显的环境效益和经济效益。实施实例实施例1用表1所示的磷矿100吨，生产无原料酸高效磷肥的生产过程表1某磷矿基本化学组成1.磷矿石粉碎过80-100目筛；2.加入铵化膨润土活化剂15-30吨，与磷矿粉混匀，加少量液体(此例为水)，在研磨机中研磨成浆状，放置1-5小时；3.向从研磨机出来的料浆中加入12-35吨过磷酸钙或钙镁磷肥，搅拌均匀；4.干燥即成为产品。实施例2用上表1所示的磷矿100吨，生产无原料酸高效磷肥的生产过程1.磷矿石粉碎过80-100目筛；2.向磷矿粉中加入12-35吨过磷酸钙或钙镁磷肥，并加入适量液体，搅拌均匀；3.加入铵化膨润土活化剂15-30吨，与磷矿粉和磷酸钙或钙镁磷肥的混合物搅拌均匀，堆放1-5天；4.干燥即成为产品。实施例3用表2所示的磷矿100吨，生产无原料酸高效磷肥的生产过程表2某磷矿基本化学组成</tables>1.矿石粉碎过80-100目筛；2.加入木质素活化剂3-12吨，与磷矿粉混匀，加少量液体，在研磨机中研磨成浆状，放置1-5小时；3.向从研磨机出来的料浆中加入15-40吨过磷酸钙或钙镁磷肥，搅拌均匀；4.干燥既成为产品。权利要求1.无原料酸高效磷肥生产方法包括磷矿粉的粉碎、研磨、原料混合搅拌、干燥等过程，其特征在于磷矿粉中加入有机或无机活化剂，混匀后加入适量液体于研磨机中研磨成匀浆，于匀浆中加入占产品磷肥重量的5-99％(重量)的过磷酸钙或钙镁磷肥，搅拌均匀，干燥即成产品；或在磷矿粉与占产品磷肥重量5-99％(重量)的过磷酸钙或钙镁磷肥混合物中加入适量液体混合均匀后，加入有机或无机活化剂，搅拌均匀，堆放活化至熟化，干燥后即成为产品。2.根据权利要求1所说的无原料酸高效磷肥生产方法，其特征在于所说无机活化剂有沸石、膨润土、蛭石、铵化沸石、铵化膨润土、铵化蛭石、酸化沸石、酸化膨润土、酸化蛭石。3.根据权利要求1所说的无原料酸高效磷肥生产方法，其特征在于所说的有机活化剂有木质素、味精废液、酒精废液。4.根据权利要求1-3所说的无原料高效磷肥生产方法，其特征在于活化剂的加入量为沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、铵化蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化沸石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化膨润土加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、酸化蛭石加入量占产品磷肥的2-60％(重量)、木质素加入量占产品磷肥的2-50％(重量)、味精废液加入量占产品磷肥的10-75％(重量)、酒精废液加入量占产品磷肥的10-75％(重量)。5.根据权利要求1和4所说的无原料酸高效磷肥的生产方法，其特征在于无机活化剂的理想加入量为15-25％(重量)，木质素的理想加入量为4-8％(重量)。6.根据权利要求1所说的无原料酸高效磷肥生产方法，其特征在于在加入有机或无机活化剂时，可选用有机或无机活化剂的一种或多种，在加入多种活化剂时，其总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值。7.根据权利要求1所说无原料酸高效磷肥生产方法，其特征在于过磷酸钙或钙镁磷肥的加入可选用其中一种也可以两者的任意混合，其理想的混合比例为过磷酸钙∶钙镁磷肥为3∶7(重量)。8.根据权利要求1所说无原料酸高效磷肥生产方法，其特征在于过磷酸钙或钙镁磷肥的理想加入量占产品磷肥量的15-30％(重量)。全文摘要无原料酸高效磷肥生产方法。其特征在于它应用有机、无机活化剂在一定的工艺条件下按一定比例加入磷矿粉中能显著提高磷的有效性。磷矿粉通过活化后再加入一定比例的普通过磷酸钙或钙镁磷肥制得的无原料酸高效磷肥肥效与普通过磷酸钙或钙镁磷肥相当或略优。其生产无需磷矿粉与硫酸的混合、化成等专用设备,只需普通的混合设备,有利于现有复混肥厂加工生产和中低品位磷矿的高效利用。文档编号C05B17/00GK1276359SQ0011722公开日2000年12月13日申请日期2000年7月4日优先权日2000年7月4日发明者毛小云,廖宗文,刘可星,王德汉,吴平霄申请人:华南农业大学