一种超细活化磷矿复合肥的制备方法

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技术领域\n本发明涉及一种超细活化磷矿复合肥的制备方法，包括磷矿粉的超细粉碎方法和混料机 械活化工艺，属于化学复合肥料的制备方法技术领域。\n技术背景\n近几年来，全球的高品位磷矿资源储量急剧下降，作为磷肥原料的磷矿品位逐年降低， 磷矿选矿难度增加。磷是人类不可缺少的重要元素，如何高效利用现有的磷矿资源，尤其是 如何合理地为作物补充磷肥，就成为世界各国所关注的问题。我国磷矿资源主要以中低品位 磷矿为主，高品位磷矿较少，难选的胶质沉积型磷矿偏多。这些磷矿的选矿成本过高，限制 了磷矿资源的开发利用。\n目前农业上使用的主要是具有磷酸根的化学肥料，是用硫酸将其中的磷置换成水溶性磷 化合物的手段。其缺点是生产过程中用到大量的硫酸，与磷矿中的氟化钙反应排放大量环境 污染物，生产成本也居高不下。在使用中水溶性磷酸根在土壤中很快与钙镁离子反应，生成 水不溶性或弱溶性的物质，作物难于吸收利用，造成磷资源的浪费。长时间使用这类化肥， 会使土壤板结，土壤肥力下降。\n磷矿粉可在大多数情况下代替化学磷肥，它的主要优点是可利用中低品位的磷矿，生产 过程只需要进行机械处理，生产成本低且不会产生污染。长期使用磷矿粉肥料可以防止土壤 板结，改良土壤，提高土壤肥力。但是，传统技术加工的磷矿粉比较粗，比表面积小，难于 在土壤中被作物吸收。这些因素使得磷矿粉一直没有得到推广。\n目前关于磷矿粉直接用作肥料的研究主要是酸化磷矿粉和磷矿粉与生物肥料混合发酵两 个方面。\n张夫道等使用生产过磷酸钙一半的硫酸量将磷矿粉加工为纳米-亚微米级酸化磷矿粉- 风化煤混合物，其生物学效果与过磷酸钙相当，从而降低了硫酸用量(专利：纳米-亚微米 级酸化磷矿粉混合物生产方法，200410101498)。但这种方法要消耗一定量的硫酸，且硫酸与 磷矿粉直接作用会产生一些污染物(如HF等)，同时长期施用会使土壤酸化板结。\n蒋运达等发明了涉及生产农作物的环保型肥料高效活性有机磷肥及其生产工艺，是由畜 禽粪便、秸秆粉、磷矿粉、外加复合菌种按一定重量份配比的原料组成，生产工艺是取上述 重量份配比的原料，在搅拌机中搅拌均匀、粉碎，发酵6-7天，干燥后造粒(专利：高效 活性有机磷肥及其生产工艺，200510046114)。这种磷矿粉肥料的生产周期较长，工艺较复杂， 不利于工业化生产。\n发明内容\n本发明目的是提供一种超细活化磷矿复合肥的制备方法，该制备方法是一种将磷矿进行 高能量输入的机械研磨，利用机械化学活化作用提高磷矿中的磷灰岩的化学活性，改善磷化 合物在土壤中的缓释速度。特别是在与超细腐植酸复合后，形成肥效稳定长久的超细活化磷 矿复合肥。其生产过程属于全部物理加工的短流程，无污染、生产成本低；特别适合难选磷 矿的高附加值利用。\n一种超细活化磷矿复合肥的制备方法，该制备方法包括以下步骤：\n1、粗磷矿粉制备：\n原料采用江苏连云港大辅磷矿和云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的 情况下，用破碎机和万能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。\n2、超细磷矿粉制备：\n将粗磷矿粉加入球磨机或振动磨中进行以高机械能量输入的研磨，最终粉碎成D90小于 30um的超细磷矿粉，其粉碎方法可以是湿法或干法。湿法或干法高机械能量输入的研磨本领 域的技术人员都能做到。\n3、磷矿粉肥料混料：\n按质量比称取磷矿粉、腐殖酸和各种添加剂，加入适量水混合，其中磷矿粉为75-95％， 腐殖酸为5-25％，添加剂为0.1-5％。\n4、混料的机械活化处理：\n将混料加入振动磨或搅拌磨中湿法处理，振动磨使用高密度研磨介质，搅拌磨采用小尺 寸磨球，转速为100-300转/分，处理时间为0.2h-5h。\n5、物料浓缩造粒：\n将经机械活化处理的物料浓缩到一定程度时，用造粒机造粒得到最终产品。\n机械化学活化是指物料在超细粉碎过程中，并不只是简单的物料粒度的减小，它还包含 了许多复杂的粉体物理化学性质和晶体结构的变化。机械力的作用引起粉体性质和结构的变 化，在颗粒内部产生大量缺陷，破坏颗粒的晶体结构，提高粉体反应活性。粉体在超细粉碎 过程中随着粉碎的进行，矿物颗粒内的晶粒不断减小，形成高体积分数的晶界。同时，粉末 在磨球的不断撞击下内应变不断增加，严重的塑性变形形成了高密度的缺陷，晶格亦发生严 重的畸变，这些因素均促使体系的自由能提高。物料在超细粉碎过程中，由于以上两种作用， 使粉体处于很高的能量状态。由化学反应热力学可知，这种由各种缺陷储存的能量将提供粉 体发生化学反应的激活能，提高反应活性。\n本发明公开的磷矿粉肥料具有突出的效果，一是与腐植酸复合后的肥效快，可作追肥使 用；二是肥效稳定长久，可作基肥和种肥使用；三是对土壤有改良作用，防止土壤板结，增 加土壤肥力；四是制备流程短，生产过程无废弃物排出，无污染；五是制备方法简单，成本 低；可利用中低品位的磷矿，节约矿物资源。\n本发明公开的超细活化磷矿复合肥料是一种拥有化学肥料的肥效又弥补化学肥料缺点， 同时生产成本低且生产过程无污染的新型肥料。\n附图说明\n图1为发明工艺流程图。\n具体实施方案\n下面结合实施例说明本发明。\n图1为发明工艺流程图。如图1所示，原料通过破碎机和万能磨粉碎成粗磷矿粉，再将 粗磷矿粉通过球磨机或振动磨粉碎得到超细磷矿粉成为肥料预混料；肥料预混料中添加添加 剂和腐殖酸并通过搅拌磨或振动磨高能活化处理后得到活化后的混料，活化后的混料进行浓 缩造粒即得到超细活化磷矿复合肥产品。\n实施例一\n原料采用云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的情况下，用破碎机和万 能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。用球磨机将粗磷矿粉粉碎到D90为21um， 将270kg(90％)磷矿粉与30kg(10％)腐殖酸混合，再加入解磷微生物kg(5％)。混料加 入搅拌磨中处理，搅拌磨转速为300转，处理时间为30min。然后浓缩造粒得到磷矿粉肥料 产品。\n实施例二\n原料采用云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的情况下，用破碎机和万 能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。用振动磨将粗磷矿粉粉碎到D90为17um， 将225kg(75％)磷矿粉与60kg(20％)腐殖酸混合，再加入沸石12kg(4％)和解磷微生 物3kg(1％)。混料加入振动磨中处理，振动磨转速为100转，处理时间为5小时。然后浓 缩造粒得到磷矿粉肥料产品。\n实施例三\n原料采用云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的情况下，用破碎机和万 能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。用振动磨将粗磷矿粉粉碎到D90为17um， 将285kg(95％)磷矿粉与14.7kg(4.9％)腐殖酸混合，再加入沸石0.3kg(0.1％)。混料 加入振动磨中处理，振动磨转速为300转，处理时间为0.2小时。然后浓缩造粒得到磷矿粉 肥料产品。\n实施例四\n原料采用云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的情况下，用破碎机和万 能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。用振动磨将粗磷矿粉粉碎到D90为9um， 将240kg(80％)磷矿粉与45kg(15％)腐殖酸混合，再加入沸石12kg(4％)和解磷微生 物3kg(1％)。混料加入振动磨中处理，振动磨转速为200转，处理时间为30min。然后浓缩 造粒得到磷矿粉肥料产品。\n实施例五\n原料采用云南磷矿等中低品位的磷矿，把原磷矿石在未经选矿的情况下，用破碎机和万 能磨将磷矿石粉碎成粗磷矿粉(100％过80目筛)。用振动磨将粗磷矿粉粉碎到D90为9um， 将225kg(75％)磷矿粉与75kg(25％)腐殖酸混合。混料加入振动磨中处理，振动磨转速 为100转，处理时间为30min。然后浓缩造粒得到磷矿粉肥料产品。\n本发明是一种将磷矿进行高能量输入的机械研磨，利用机械化学活化作用提高磷矿中的 磷灰岩的化学活性，改善磷化合物在土壤中的缓释速度。特别是在与超细腐植酸复合后，形 成肥效稳定长久的超细活化磷矿复合肥。\n本发明制备的磷矿粉肥料与腐植酸复合后的肥效快，肥效稳定长久，对土壤有改良作用， 防止土壤板结，增加土壤肥力。\n本发明生产过程无废弃物排出，无污染，流程短，制备方法简单，成本低，节约矿物资 源。