專利名稱：一種活化鈣鎂磷肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種肥料及其制備方法，具體來說涉及一種活化 鈣鎂磷及其制備方法。
背景技術(shù)：
在我國，磷肥在化肥領(lǐng)域占有重要地位。國內(nèi)耕地約有2/3嚴(yán)重缺磷，我國磷礦資 源的80%以上用于磷肥生產(chǎn)，如何高效利用總量占絕大多數(shù)的中低品位磷礦資源，關(guān)系到 我國磷資源戰(zhàn)略全局和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)我國磷肥工業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃，今年我國 磷肥產(chǎn)量將達(dá)到1200萬噸(折P205)。雖然國內(nèi)磷礦資源總量居世界第二位，但是以中低 品位為主，P2O5平均含量不足17%，其中P2O5含量大于30%的富礦大約僅占總量的8%。據(jù) 統(tǒng)計(jì)測(cè)算，我國現(xiàn)有的磷富礦資源僅能維持使用10年左右。過磷酸鈣、重過磷酸鈣、硝酸磷肥、磷酸銨等傳統(tǒng)磷肥為酸分解技術(shù)生產(chǎn)的水溶性 磷肥，這類磷肥施入土壤后很快溶解，易隨土壤徑流進(jìn)入水體，成為水體富營養(yǎng)化的主要原 因之一。而且生產(chǎn)過程中需要消耗大量硫酸，由于國內(nèi)硫磺主要依靠進(jìn)口，近年來國際硫磺 價(jià)格的暴漲對(duì)我國磷肥生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了很大沖擊。并且水溶性磷易與土壤中的 鋁、鐵、錳離子結(jié)合生成不溶性沉淀物，導(dǎo)致磷肥利用率進(jìn)一步降低。目前這類磷肥的生產(chǎn) 技術(shù)不僅耗酸高、耗能高，而且對(duì)磷礦品位和雜質(zhì)的要求較高，生產(chǎn)中還會(huì)產(chǎn)生氣、固、液污 染。在能源供應(yīng)緊張、環(huán)境問題日益受關(guān)注的形勢(shì)下，開發(fā)有效提高磷肥利用率、降低水溶 性磷流失風(fēng)險(xiǎn)、防止污染的新型產(chǎn)品，已成為磷肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。鈣鎂磷肥則是以熱分解技術(shù)生產(chǎn)的枸溶性磷肥，是由低品位磷礦與助溶劑等反應(yīng) 制得的，其生產(chǎn)原理是向中低品位的磷礦中加入能成硅酸鹽或硅鋁酸鹽網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)，磷礦、 熔劑在燃料提供的熱量下，使其熔融，將熔融體水淬急冷，形成一種硅酸鹽玻璃體網(wǎng)絡(luò)，使 熔體中的PO43-在冷卻過程凍結(jié)于硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)之中，可被弱酸緩慢溶出。由于鈣鎂磷肥對(duì)磷 礦的品位要求不高，因而可以有效利用我國豐富的中低品位磷礦，進(jìn)而緩解目前日益嚴(yán)重 的磷資源危機(jī)。但鈣鎂磷肥中，90%以上的磷為枸溶性，而水溶性的含量很低，鈣鎂磷肥施 入土壤后，其中磷只能被弱酸溶解，要經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化過程，才能被作物利用，所以肥效較 慢。因此，如何促進(jìn)鈣鎂磷肥中磷的快速釋放，提高磷肥有效性是推進(jìn)鈣鎂磷肥廣泛使用的 關(guān)鍵。雖然，目前已有一些促進(jìn)難溶性磷酸鹽中磷釋放的方法，但是，對(duì)于鈣鎂磷肥這一 種特殊的磷肥，由于其具有堿性、低水溶性的特性，且含有鎂及較高的鈣，這與普鈣、磷銨等 磷肥的酸性、高水溶性明顯不同，因此，鈣鎂磷肥的活化問題，至今鮮見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活化鈣鎂磷肥，使得該磷肥中 的磷可以有效地快速釋放。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供該活化鈣鎂磷肥的制備方法。
本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供了一種活化鈣鎂磷肥，由鈣鎂磷肥和有機(jī)活化劑加工制成，所用的有 機(jī)活化劑為木質(zhì)素、酸木素、木素鈉、酒精廢液、味精廢液、味精廢渣、醋渣、糠醛渣、啤酒濾 泥、糖廠濾泥、風(fēng)化煤中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明同時(shí)提供了該活化鈣鎂磷肥的制備方法，包括以下步驟在鈣鎂磷肥中加 入木質(zhì)素、酸木素、木素鈉、酒精廢液、味精廢液、味精廢渣、醋渣、糠醛渣、啤酒濾泥、糖廠 濾泥、風(fēng)化煤中的一種或幾種的混合物作為有機(jī)活化劑，混勻后加水至混合物的含水量為 10 30%，研磨0. 4 1小時(shí)，攪拌均勻后放置1 5小時(shí)，最后干燥即成為活化鈣鎂磷肥， 水分含量為0. 3 2%。干燥宜在加溫的條件(25 100°C )下進(jìn)行，活化效果增加，常用 的干燥溫度為60°C左右。研磨機(jī)械可用球磨機(jī)、雙軸螺旋攪拌機(jī)、錐型攪拌機(jī)，也可自行設(shè)計(jì)。當(dāng)加入的有機(jī)活化劑是木質(zhì)素或酸木素或木素鈉時(shí)，有機(jī)活化劑的加入量與鈣鎂 磷肥的質(zhì)量比為0.05 0.85 1。當(dāng)加入的有機(jī)活化劑為酒精廢液時(shí)，其加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 0. 55 1。當(dāng)加入的有機(jī)活化劑為味精廢液，其加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 0.45 1。當(dāng)加入的有機(jī)活化劑為味精渣、醋渣、啤酒濾泥、糖廠濾泥、糠醛渣或風(fēng)化煤中的 一種時(shí)，有機(jī)活化劑的加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 1.0 1。上述所有活化劑的優(yōu)選加入量是有機(jī)活化劑與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 0. 25 1。發(fā)明所采用的木質(zhì)素、酸木素、木素鈉是商品，酒精廢液是酒精廠的濃縮廢液，味 精廢液、味精廢渣是味精廠的濃縮廢液和廢渣，醋渣是釀醋廠的廢渣，啤酒濾泥、糖廠濾泥 是啤酒廠、糖廠的廢渣，糠醛渣是制造糠醛后的廢渣。風(fēng)化煤是出露于地表或埋藏于淺部的 煤層，經(jīng)過風(fēng)化作用后，其化學(xué)和物理性質(zhì)都發(fā)生了極為明顯改變的這一部分煤層。在加入 有機(jī)活化劑活化鈣鎂磷肥生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥時(shí)可同時(shí)添加上述有機(jī)活化劑中的一種或多 種，在加入多種活化劑時(shí)，其總加入量不宜超過其中一種應(yīng)加入量的最大值。由于鈣鎂磷肥具有堿性、水溶性低的特性，并且其所含有的鎂和鈣會(huì)對(duì)磷肥活化 造成一定的干擾，因此，在制備活化鈣鎂磷肥的過程中，需要考慮在堿性條件下如何發(fā)揮有 機(jī)活化劑對(duì)鈣鎂磷肥中磷的促釋，以及防止鈣、鎂的干擾。發(fā)明中所采用的活化劑的種類及 其加入的份量，都會(huì)影響最終活化鈣鎂磷肥的品質(zhì)。本發(fā)明經(jīng)過多次摸索，發(fā)現(xiàn)對(duì)于鈣鎂磷 肥，需要采用有機(jī)活化劑，且加入量隨不同的有機(jī)活化劑種類有所不同。為了驗(yàn)證本發(fā)明所提供的活化鈣鎂磷肥的有效性，發(fā)明還采了以下分析和測(cè)定方 法來評(píng)價(jià)產(chǎn)品的性能1.化學(xué)分析用鉬藍(lán)比色法測(cè)定其水溶性磷和有效磷的含量。2.結(jié)構(gòu)分析用X射線衍射技術(shù)測(cè)定其晶體結(jié)構(gòu)，用紅外光譜分析其成鍵情況。3.磷釋放的測(cè)定稱取0. 5000g活化鈣鎂磷肥放入150ml的塑料瓶中，加入蒸餾 水IOOml浸提，搖勻，在振蕩機(jī)(速率為150 180次·π η-1)上振蕩15min，然后用定量濾 紙過濾，得濾液I。再將帶有樣品的濾紙放入150ml的塑料瓶中，加入蒸餾水IOOml浸提，搖勻，得濾液II。用同樣的方法處理得濾液III。分別測(cè)定上述三次浸提的水溶性磷含量。與 鈣鎂磷肥相比，活化鈣鎂磷肥的三次浸提的水溶性磷含量明顯提高，顯示磷的釋放增加。4. 土壤中抗固定能力測(cè)定在400g 土壤中加入0. 5g活化磷肥，加入適量的水使 土壤保持田間持水量的水分狀況培養(yǎng)2-5天，然后加入800ml水震蕩6hr，過濾，測(cè)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(duì)CK (普通鈣鎂磷肥)進(jìn)行測(cè) 定，比較兩者抗固磷力。與CK比較，活化鈣鎂磷肥的土壤中有效磷、水溶性磷含量較高。評(píng)價(jià)結(jié)果活化鈣鎂磷肥總的肥效特征是抗土壤固定能力強(qiáng)，速效長(zhǎng)效兼?zhèn)?，肥?利用率高，生物有效性高。經(jīng)試驗(yàn)，在南方紅壤玉米上，在等量施肥條件下，活化鈣鎂磷肥比 一般普通鈣鎂磷肥增產(chǎn)10%或更高，且明顯提高玉米地上部分吸磷量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯效果(1)本發(fā)明活化鈣鎂磷肥中磷呈活化態(tài)，施用于土壤中時(shí)，既可快速穩(wěn)定地釋放， 又能減少土壤的固定，肥效快而持久，因而磷的利用率顯著提高。(2)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)率高而穩(wěn)定，有利于大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng) 用；復(fù)混肥廠或新建磷肥廠在少量設(shè)備投資條件下即可進(jìn)行活化鈣鎂磷肥生產(chǎn)。(3)本發(fā)明的磷肥產(chǎn)品，供肥與作物需肥較協(xié)調(diào)，利用率高，肥效好，且可增產(chǎn)并明 顯改善作物品質(zhì)，具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式以下通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例1用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程為(1)在鈣鎂磷肥中加入酸木素活化劑，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 1，加 適量水至混合物的含水量為15%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置3小時(shí)；(3)常溫條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1.5%。實(shí)施實(shí)例2 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入糠醛渣活化劑，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.15 1，加 適量水至混合物的含水量為20%，在研磨機(jī)中研磨約1小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在60°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為0. 5%。實(shí)施實(shí)例3 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入味精廢液活化劑，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.15 1， 加適量水至混合物的含水量為30%，在研磨機(jī)中研磨約1小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置1小時(shí)；(3)在80°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為0. 3%。實(shí)施實(shí)例4 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程
(1)在鈣鎂磷肥中加入酒精廢液和酸木素活化劑，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為 0. 05 1，加適量水至混合物的含水量為18%，在研磨機(jī)中研磨約1小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置3小時(shí)。(3)在40°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1 %。實(shí)施實(shí)例5 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入風(fēng)化煤活化劑、啤酒濾泥活化劑和糖廠濾泥，三者的加入量 與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.05 1,0. 10 1和0.05 1，加適量水至混合物的含水量 為15%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為0. 8%。實(shí)施實(shí)例6 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入醋渣，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.6 1，加適量 水至混合物的含水量為15%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1 %。實(shí)施實(shí)例7 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入醋渣，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.25 1，加適量 水至混合物的含水量為20%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1 %。實(shí)施實(shí)例8 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入酒精廢液，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.5 1，加 適量水至混合物的含水量為15%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1 %。實(shí)施實(shí)例9 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入酒精廢液，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.2 1，加 適量水至混合物的含水量為18%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1 %。實(shí)施實(shí)例10 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入味精廢液，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.3 1，加 適量水至混合物的含水量為25%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；
(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1.5%。實(shí)施實(shí)例11 用符合國標(biāo)(GB20412-2006)的鈣鎂磷肥，生產(chǎn)活化鈣鎂磷肥的生產(chǎn)過程(1)在鈣鎂磷肥中加入味精廢液，加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比分別為0.25 1，加 適量水至混合物的含水量為20%，在研磨機(jī)中研磨約0. 5小時(shí)；(2)從研磨機(jī)倒出料漿，放置5小時(shí)；(3)在50°C條件下干燥，活化鈣鎂磷肥的水分含量為1.5%。
權(quán)利要求
一種活化鈣鎂磷肥，由鈣鎂磷肥和有機(jī)活化劑加工制成，其特征在于所述的有機(jī)活化劑為木質(zhì)素、酸木素、木素鈉、酒精廢液、味精廢液、味精廢渣、醋渣、糠醛渣、啤酒濾泥、糖廠濾泥、風(fēng)化煤中的一種或幾種的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的活化鈣鎂磷肥，其特征在于所述的活化鈣鎂磷肥的水分含量為 0. 3 2%。
3.—種如權(quán)利要求1所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于包括以下步驟在 鈣鎂磷肥中加入木質(zhì)素、酸木素、木素鈉、酒精廢液、味精廢液、味精廢渣、醋渣、糠醛渣、啤 酒濾泥、糖廠濾泥、風(fēng)化煤中的一種或多種的混合物作為有機(jī)活化劑，混勻后加水研磨，攪 拌后放置，再干燥即成為活化鈣鎂磷肥。
4.如權(quán)利要求3所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于在所述的鈣鎂磷肥中加 入的有機(jī)活化劑是木質(zhì)素或酸木素或木素鈉，有機(jī)活化劑的加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為 0. 05 0. 85 1。
5.如權(quán)利要求3所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)活化劑為酒 精廢液，其加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0. 05 0. 55 1 ；或者有機(jī)活化劑為味精廢液， 其加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 0.45 1。
6.如權(quán)利要求3所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)活化劑為味 精渣、醋渣、啤酒濾泥、糖廠濾泥、糠醛渣或風(fēng)化煤中的一種，有機(jī)活化劑的加入量與鈣鎂磷 肥的質(zhì)量比為0.05 1.0 1。
7.如權(quán)利要求3 6任一權(quán)利要求所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于，所述 的有機(jī)活化劑為兩種或多種的混合物，其總加入量不超過其中任意一種應(yīng)加量的最大值。
8.如權(quán)利要求7任一權(quán)利要求所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于所述的活 化劑的加入量與鈣鎂磷肥的質(zhì)量比為0.05 0.25 1。
9.如權(quán)利要求7所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于，在所述的加水研磨過 程中，加水至混合物的含水量為10 30%，研磨時(shí)間為0. 4 1小時(shí)；攪拌后的放置時(shí)間 為1 5小時(shí)；干燥溫度為25 100°C。
10.如權(quán)利要求9所述的活化鈣鎂磷肥的制備方法，其特征在于所述的干燥溫度為 60 "C。全文摘要
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種活化鈣鎂磷肥及其制備方法。該活化鈣鎂磷肥由鈣鎂磷肥和有機(jī)活化劑加工制成。其有機(jī)活化劑為木質(zhì)素、酸木素、木素鈉、酒精廢液、味精廢液、味精廢渣、醋渣、糠醛渣、啤酒濾泥、糖廠濾泥、風(fēng)化煤中的一種或幾種的混合物，并且按照特定的比例加入到鈣鎂磷肥中，經(jīng)過研磨、放置和干燥而制得。本發(fā)明的活化鈣鎂磷肥中磷呈活化態(tài)，施用于土壤中時(shí)，既可快速穩(wěn)定地釋放，又能減少土壤的固定，肥效快而持久，因而磷的利用率顯著提高。同時(shí)本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)率高而穩(wěn)定，有利于大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用；復(fù)混肥廠或新建磷肥廠在少量設(shè)備投資條件下即可進(jìn)行活化鈣鎂磷肥生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C05G3/00GK101891530SQ201010172039
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者代明, 劉可星, 廖宗文, 王艷 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)