專利名稱：：節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)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，是磷肥的生產(chǎn)技術(shù)。過磷酸鈣是我國普遍使用的重要磷肥品種，由硫酸與磷礦粉反應(yīng)制得。過磷酸鈣及其它磷肥，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)是施入土壤后易被固定成緩效或無效磷，對作物的有效性不高。一般當(dāng)季節(jié)利用率僅20％左右。特別是由于偏施化肥導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)嚴(yán)重缺乏的耕地，磷肥的有效性更低。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)明針對這些問題經(jīng)多年研究，在磷肥生產(chǎn)中加入有機(jī)廢棄物獲得了明顯的效果。根據(jù)我們提出的“縱向平衡”的原理，在對新磷肥的成鍵和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上發(fā)明了生產(chǎn)節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的工藝方法。我們通過探索試驗(yàn)證明，目前生產(chǎn)的過磷酸鈣及其它磷肥其利用率低的原因是水溶性磷含量高，施入土壤后易與土壤中的Fe、Al、Mn、Ca等的離子結(jié)合成緩效或無效磷。通過加入有機(jī)廢棄物，在生產(chǎn)過程中部分轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸對磷有螯合或絡(luò)合等作用，這種螯合或絡(luò)合態(tài)的磷在土壤中有很強(qiáng)的抗固定能力，且由于這種有機(jī)質(zhì)磷肥中有機(jī)質(zhì)的存在對土壤中的固磷因子有螯合和絡(luò)合作用，因而減少了磷與它們結(jié)合的機(jī)會達(dá)到提高磷肥肥效的目的。本發(fā)明的目的在于通過有機(jī)廢棄物的運(yùn)用改進(jìn)現(xiàn)有磷肥生產(chǎn)工藝，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，而且對環(huán)境友好的新型高效磷肥。本發(fā)明包括磷礦石的粉碎、研磨、混合、硫酸酸化、化成與熟化等過程。本方法特點(diǎn)在磷礦粉酸化前加入有機(jī)廢棄物，混勻后加入硫酸進(jìn)行酸化，硫酸加入量是制過磷酸鈣所需硫酸用量的10-90％，酸化后的漿料在化成室化成為鮮肥，鮮肥經(jīng)熟化倉庫堆放熟化成為產(chǎn)品。所說的有機(jī)廢棄物是樹皮、枯枝落葉、木屑、泥炭、城市污泥。在加入有機(jī)廢棄物生產(chǎn)節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥時(shí)可選用上述有機(jī)廢棄物中的其中一種或多種，在加入多種有機(jī)廢棄物時(shí)，廢棄物總加入量不宜超過其中一種應(yīng)加入量的最大值，有機(jī)廢棄物的加入量占磷礦粉的2-60％(重量)，有機(jī)廢棄物加入量占磷礦粉的l0-30％時(shí)已顯示明顯的增產(chǎn)效果。在與磷礦粉混合前有機(jī)廢棄物需粉碎至粒徑小于0．5cm。粉碎的有機(jī)廢棄物與磷礦粉混合均勻后，加入硫酸進(jìn)行酸化，硫酸的加入量是制過磷酸鈣所需硫酸用量的10-90％(重量)，其加入量在40-70％(重量)時(shí)即可獲得明顯肥效和經(jīng)濟(jì)效益。我們知道，在過磷酸鈣生產(chǎn)過程中，硫酸用量是根據(jù)磷礦粉化學(xué)組成推算得出，如對磷礦組成(干基)如表l所示的磷礦生產(chǎn)過磷酸鈣，其硫酸(100％)用量為磷礦的63．72％(重量)。即100噸表1所示的磷礦，生產(chǎn)過磷酸鈣需用硫酸(100％)為63．72噸。表1某種磷礦組成如表1所示的磷礦，用本發(fā)明節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥，其硫酸(100％)的用量為63．72噸的10-90％，即為6-57噸硫酸，較適宜的硫酸用量為40-70％即25-45噸。本發(fā)明實(shí)施過程為將磷礦石粉碎過80-200目篩，于磷礦粉中按比例加入上述有機(jī)廢棄物的其中一種或多種，混合均勻后，按上述的比例加入硫酸于混合器中攪拌并將漿料于化成室中化成為鮮肥，將鮮肥送入熟化倉庫熟化成產(chǎn)品。本發(fā)明在磷礦粉中加入的有機(jī)廢棄物經(jīng)硫酸酸化生成大量腐殖酸類物質(zhì)對磷礦粉中磷有酸溶、絡(luò)合和螯合等明顯的活化效果。由于腐殖物質(zhì)的存在減少了該磷肥中磷與土壤固磷因子的結(jié)合從而提高了其有效性。本產(chǎn)品的質(zhì)量檢測1．結(jié)構(gòu)分析用X技術(shù)測定其晶體結(jié)構(gòu)，用紅外光譜分析其成鍵狀況。節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的XRD譜上Ca(H2PO4)2·2H2O的特征衍射峰較普通過磷酸鈣少，且強(qiáng)度較低；而CaHPO4·2H2O的譜峰數(shù)不變。節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的IR譜與過磷酸鈣相比發(fā)生了較大的變化，表現(xiàn)為1)出現(xiàn)羥基伸縮振動吸收譜3459cm-1，2)與CO32-有關(guān)的吸收譜消失，3)PO43-的吸收譜發(fā)生較大變化，出現(xiàn)相應(yīng)的H2PO4-和HPO42-的特征吸收譜。我們加入木屑生產(chǎn)的一種節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的X射線衍射和紅外光譜圖分別見附圖1、2。圖1為節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥與過磷酸鈣的X射線衍射圖，圖2為節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥與過磷酸鈣的紅外光譜圖。圖中SP為過磷酸鈣，OMP為木屑作有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)的節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥。2．化學(xué)分析用鉬蘭比色法測定其水溶性磷和有效磷的含量。與CK(普通過磷酸鈣或鈣鎂磷肥)比較，節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥有效磷中水溶性磷占有效磷的比例略有下降。我們加入木屑生產(chǎn)的一種節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的水溶性磷和有效磷含量如表2所示表2一種節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的水溶性磷和有效磷含量<tablesid="table1"num="002"><table>磷肥種類高效有機(jī)質(zhì)磷肥對照(過磷酸鈣)水溶性磷(P2O5％)15．7716．62有效磷(P2O5％)19．2019．45水溶性磷／有效磷×100％82．1485．45</table></tables>3．土壤中抗固定能力測定在400g土壤中加入0．5g節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥，加入適量的水使土壤保持田間持水量狀態(tài)培養(yǎng)2-5天，然后加入800ml水震蕩6hr，過濾，測濾液中磷含量及過濾后土壤中有效磷和水溶性磷含量。按上述步驟對CK(普通過磷酸鈣或鈣鎂磷肥)進(jìn)行測定，比較兩者抗固磷力。與CK比較，濾液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量較高。我們加入木屑生產(chǎn)的一種節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥經(jīng)上述試驗(yàn)測得的濾液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量如表3所示表3一種節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥濾液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量<tablesid="table2"num="003"><table>磷肥種類高效有機(jī)質(zhì)磷肥對照(過磷酸鈣)濾液中水溶性磷(P2O5％)(ppm)22．3218．78土壤中有效磷(P2O5％)(ppm)139．78113．65土壤中水溶性磷(P2O5％)(ppm)42．5632．59</table></tables>產(chǎn)品特性節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥總的肥效特征是抗土壤固定能力強(qiáng)，生物有效性高。經(jīng)試驗(yàn)，對南方紅壤玉米，在等量施肥條件下，節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥比普通磷肥可增產(chǎn)15％以上，且明顯提高玉米地上部分吸磷量。節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的化學(xué)分析結(jié)果表明，與過磷酸鈣相比其有效磷中水溶性磷比例略有下降，而拘溶性磷保持原有水平。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1．為低品位磷礦粉的工業(yè)化大規(guī)模多渠道高效利用開辟了新的技術(shù)途徑，使原來無工業(yè)利用價(jià)值或價(jià)值不大的低品位磷礦的工業(yè)利用價(jià)值大大提高；2．節(jié)省過磷酸鈣生產(chǎn)過程的硫酸用量，因而明顯降低磷肥生產(chǎn)成本；3．新磷肥產(chǎn)品抗土壤固定能力強(qiáng)，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養(yǎng)化，具有明顯的環(huán)境效益；4．為有機(jī)廢棄物的工業(yè)化農(nóng)用開辟了新的途徑。該產(chǎn)品的施用對增加土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤理化性質(zhì)將取到積極的作用。5．該發(fā)明投資少，無需特殊專用設(shè)備，有利于現(xiàn)有磷肥廠利用，且運(yùn)行成本低。實(shí)施實(shí)例實(shí)施例1用表2所示的磷礦100噸，生產(chǎn)節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的生產(chǎn)過程表2某磷礦基本化學(xué)組成<tablesid="table3"num="004"><table>組成總P2O5有效P2O5CaOMgOCO2FFe2O3Al2O3酸不溶物％(質(zhì)量)34．186．2046．470．201．233．211．111．0310．87</table></tables>1．磷礦石粉碎過80-100目篩；2．將泥炭粉碎過60-100目篩；3．在磷礦粉中加入泥炭15-30噸，與磷礦粉混勻；4．將混合物轉(zhuǎn)入混合器中加入25-45噸硫酸酸化；5．酸化料漿在化成室化成為鮮肥；6．鮮肥轉(zhuǎn)入熟化倉庫堆放熟化3-5天即成為產(chǎn)品。實(shí)施例2用上表2所示的磷礦100噸，生產(chǎn)節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥的生產(chǎn)過程1．礦石粉碎過80-100目篩；2．將枯枝落葉粉碎至0．5cm以下；3．在磷礦粉中加入粉碎的枯枝落葉10-20噸，與磷礦粉混勻；4．將混合物轉(zhuǎn)入混合器中加入30-50噸硫酸酸化；5．酸化料漿在化成室化成為鮮肥；6．鮮肥轉(zhuǎn)入熟化倉庫堆放熟化3-5天即成為產(chǎn)品。權(quán)利要求1．節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)方法，包括磷礦石的粉碎、研磨、混合、硫酸酸化、化成與熟化等過程，其特征在于在磷礦粉酸化等加入有機(jī)廢棄物，混勻后加入硫酸進(jìn)行酸化，酸化后的漿料在化驗(yàn)室化成為鮮肥，鮮肥經(jīng)熟化倉庫堆入熟化成為產(chǎn)品。2．根據(jù)權(quán)利要求1所說的節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于有機(jī)廢棄物的加入量為磷礦粉的2-60％(重量)，理想的加入量為磷礦粉10-30％(重量)。3．根據(jù)權(quán)利要求1所說的節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于所說的有機(jī)廢棄物是樹枝、枯枝落葉、木屑、泥炭、城市污泥。4．根據(jù)權(quán)利要求1所說的節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)方法，其特征在于硫酸的加入量是制過磷酸鈣所需硫酸用量的10-90％(重量)，理想的加入量為40-70％(重量)全文摘要節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥生產(chǎn)方法。在過磷酸鈣生產(chǎn)過程中加入一定比例的有機(jī)廢棄物能顯著提高磷肥肥效且能降低硫酸用量。磷礦粉——特別是中、低品位磷礦粉加入有機(jī)廢棄物后再部分酸化制得的節(jié)酸高效有機(jī)質(zhì)磷肥肥效與過硫酸鈣相當(dāng)或略優(yōu)。其生產(chǎn)與過磷酸鈣相比可節(jié)省20—90%的硫酸用量。其生產(chǎn)設(shè)備在過磷酸鈣生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上不必作大的改動,有利于現(xiàn)有過磷酸鈣生產(chǎn)廠家利用現(xiàn)有設(shè)備加工生產(chǎn)。文檔編號C05B17/00GK1280966SQ00117350公開日2001年1月24日申請日期2000年8月11日優(yōu)先權(quán)日2000年8月11日發(fā)明者廖宗文,毛小云,馮新,杜建軍申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)