CN100410215C - 利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法，其技术要点是：先将硼泥通过自然风干，及在一定温度下烘干，使其水份降至2%以下，即完成硼泥预处理备用；取一定量经稀释的硫酸在60-90℃范围内经搅拌下，缓慢加入一定量经预处理备用的硼泥中，直至不产生气泡为止，生成硫酸盐料浆备用；将硫酸盐料浆升温至80-95℃，加入一定量的磷酸在搅拌下反应，反应20-40分钟后，进行冷却至常温、固化后得磷化反应物；将磷化反应物粉碎，加入一定量的碳酸氢铵，再加入适量的硼砂进行充分混合及造粒；然后经风干燥，完成造粉过程，即得成品。本发明由于将硼泥中的有益组份经过硫酸，磷酸反应处理，使反应生成物为可溶性复合肥，从根本上取代单一肥料，本肥料适合各种植物和土壤。

Description

利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法

技术领域

本发明属于农用复混肥技术领域，具体地说是一种利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法。

背景技术

硼泥是生产硼产品中所剩余的杂质，由于硼泥中含有碱性(不溶性)的硼、镁、钙等元素，经对硼泥进行化学分析，其中的主要成分为：含可溶性游离碱4-5％、含碳酸镁和氧化镁25-30％、含碳酸钙和氧化钙12-13％、含硼5-6％、含不溶性磷12-14％、另外还有少量的铁、锌、锰等元素。如果不进行予处理经堆放流失后或直接散放于土壤里，则流向土地危害绿色植物达到枯死、流向水域危害水中生物破坏水质的生态平衡、人畜饮用后造成疾病甚至死亡，也影响农田灌溉，危害极其严重，是污染整个环境的一大公害。我国的硼砂生产企业，百分之八十以上集中在东北老工业基地的辽宁省，硼砂生产过程中，产生大量的硼泥，仅辽宁宽甸县一地累计硼泥堆放已达600万吨，而且每年还以几十万吨的速度递增。因此，硼泥污染问题已成为硼砂生产企业的所在地区急待解决的头等大事。现在，不少科学院所，企业试验成功一些硼泥利用的工艺方法，效果大多不理想。要么有二次污染现象；要么没有用硼泥做为主要生产原料，解决污染源的能力有限；要么，生产工艺复杂、生产成本过高‘要么产品的应用面狭小。所以一直没有形成规模生产。

通过对硼泥的组份分析研究，硼泥含生产过程引入的小量纯碱外，其它组份都是水不溶性的，植物很难吸收。只有将过量纯碱中和，其它组份变成水溶性和构溶性共存的物质，就可以成为植物的肥料加以利用。根据化学组份的存在形式，通过化学反应完全可以满足其要求，在技术上也比较成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用硼泥做载体、利用其中的微量元素做为有效成份而生产的利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法。

本发明的目的是这样实现的，其制备的工艺方法为：

(1)硼泥的预处理

先将硼泥通过自然风干，使其水份降至10％以下，然后在100-150℃温度下烘干，使其水份降至2％以下，即完成硼泥预处理备用；

(2)硼泥中的化学组份调整

取500kg的浓硫酸稀释至30-60％，升温至60-90℃在不断搅拌下，缓慢加入预处理好的1150-1500kg硼泥中，维持60-90℃的反应温度，直至不产生气泡为止，生成硫酸盐料浆备用；

其化学反应式为

CaCO₃+H₂SO₄→CaSO₄↓+CO₂↑+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄→MgSO₄+CO₂↑+H₂O

(3)磷化处理

将硫酸盐料浆升温至80-95℃，加入80-85％的磷酸300kg在不断进行搅拌下反应，维持80-95℃反应温度，反应20-40分钟后，进行冷却至常温、固化后得磷化反应物，该反应物pH＝3-4.5；

H₂O+MgCO₃+2H₃PO₄→Mg(H₂PO₄)₂·2H₂O+CO₂↑

(4)氮化调硼造粒

将磷化反应物粉碎，加入1150-1500kg碳酸氢铵，充分混合后其混合物的pH＝6.5-7.5，进行造粒；然后经40-80℃的热风干燥，完成造粉过程，即得基肥成品。

本发明还包括：加入碳酸氢铵的同时再加入350-400kg硼砂进行充分的混合，然后再进行造粒。

本发明的优点：

1、该产品原料成本低廉，硼泥为废弃物。所用硫酸和磷酸可以是废弃物，(已解决废弃硫酸、磷酸来源)。碳酸氢胺价格也很低。另外由于含有腐植酸，改变土壤松软，不扳结，抗逆性强，利用率高。

2、本发明是利用生产硼砂的废渣(硼泥)酸化处理后，将硼泥中不溶性的硼、镁、钙、锌等元素转化为可溶性的物质，从根本上取代了单独加入单体镁、钙、锌等成分的化合物，并佐以优质氮、磷、钾及腐植酸，因此本发明的肥料属于可溶性常效肥料，适用于各种农作物和各种土壤。特点是：不仅是可溶性速效肥料，并能保持常效，具有利用率高、施用范围广、增产幅度可观等优点。其中形成的腐植酸磷、铵起到促氮保磷不流失的作用，作物随时需要、随时吸取，并能提高土层温度2-3℃，具有梳松土壤之功能；以磷保氮，不易流失，不易挥发，肥效长、利用率高。钾、钙、镁、硼、锌、铁、硫是作物所需之微量元素，适时、适量施用增产效果更明显。

3、关于工艺上的创新，硼泥中的水分很大，经过风干，烘干过程之后，把其中的氢氧根和碳酸根大部分分解掉之后，其中氧化镁的比例能高达70％，如此处理才能为下面的若干程序提供可操作基础，才能得到可以造粒的理化状态物质。

4、原料的利用率高，合成过程科学合理，硫酸即作为中和硼泥碱性的中和剂，又生成了可被作物吸收的拘溶性镁肥。磷酸也是两用，即作为中和剂，又生成了作物可吸收的磷肥。碳酸氢胺在反应后期，中和产品PH值的同时，也作为氮肥的补充。

5、该产品用途广泛，实用型很强，在南方缺硼镁土壤地区，以及像油菜、棉花、柑桔、香蕉等水果、经济作物大面积地区，用该产品做底肥，在补充硼镁肥的同时，一次性还补充了大量元素氮肥、磷肥。大大减少了原本氮肥、磷肥的施用量。为农民降低了投入成本

6、良好的衍生性，该产品有效养分的配比，可以按照不同地区的土壤理性和不同作物的需肥特点任意调配。并在此基础上，可以混配大、中、微量元素，以达到最好的使用效果。

本发明硼镁磷铵肥特点还包括：

本发明的肥料是一种多元素复合肥料，利用硼泥中的有益组份经过硫酸，磷酸反应处理，使反应生成物为可溶性复合肥，在经过与碳酸氢铵、硼砂、水混合造粒，烘干，包浆即得成品。本发明是利用硼泥经过硫酸，磷酸处理，使硼泥的组份元素变成植物可直接吸收的，从根本上取代单一肥料，本肥料适合各种植物和各种土壤。

本发明还具有整个转化过程简单、安全，没有废液排出，杜绝二次污染现象。

现将一般作物所必须营养元素的主要性能及作用概述如下：

①N，氮是构成蛋白质的主要元素，而蛋白质又是细胞生质组成中的基本物质。N是叶绿素、酶(生物催化剂)以及核酸、维生素、生物纤维等的主要成份；

②P，磷是核酸及核苷酸的组成部分，是组成原生质和细胞核的主要成分，核苷酸及其衍生物是作物体内有机物质转变与能量转变的参与者。作物体内很多磷脂类化合物(磷的一种贮藏形态)和许多酶分子中都含有磷，它对作物的代谢过程有重要的影响；

③K，钾能调节原生质的胶体状态和提高光合作用的强度，与作物体内糖类所形成的运输有密切关系，对作物的氮代谢也有良好的影响。钾还能增强作物的抗逆力减轻病害，防止倒伏；

④Ca，钙对于作物体内碳水化合物和含氮物质代谢作用有一定的影响，能消除一些离子(如铵、氢、铝、钠)对作物的毒害作用。钙主要呈果胶酸钙的形态存在于细胞壁的中层，能增强作物对病虫害的抵抗力；

⑤Mg，镁是叶绿素和植酸盐(磷酸的贮藏形态)的成分，能促进磷酸酶和葡萄糖转化酶的活化，极利于单糖的转化，因而在碳水化合物代谢过程中起着很重要的作用；

⑥B，硼对根、茎等器官的生长，幼小的分生组织的发育以及作物的开花结实均有一定的作用。硼能加速作物体内碳水化合物的运输，促进作物体内氮元素的代谢。硼能增强作物的光合作用，改善作物体内有机物的供应和分配，能增强豆料作物根瘤菌的活动，提高固氮能力，还能提高作物的抗病能力；

具体实施方式

下面将通过实施例对本发明做进一步说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利范围。该权利范围以权利要求书为准。

实例1

(1)硼泥的预处理

将新出的硼泥通过自然风干，使其水份降至10％以下，然后在120-150℃温度下烘干，使其水份降至2％以下，即完成硼泥预处理备用。

(2)硼泥中的化学组份调整

取500kg92.5％的硫酸稀释至30％，升温至75-85℃在不断搅拌下，缓慢加入预处理好的硼泥1250kg，维持75-85℃的反应温度，直至不产生气泡为止，大约15分钟，使大部分碳酸钙转为硫酸钙，生成硫酸盐料浆备用。

其化学反应式为

CaCO₃+H₂SO₄→CaSO₄↓+CO₂↑+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄→MgSO₄+CO₂↑+H₂O

(3)磷化处理

将硫酸处理好的料浆升温至80-95℃，加入85％的磷酸300kg在不断进行搅拌下反应，维持80-95℃反应温度，反应30分钟后，进行冷却、固化后得磷化反应物，该反应物pH＝3.2-3.5。

H₂O+MgCO₃+2H₃PO₄→Mg(H₂PO₄)₂·2H₂O+CO₂↑

(4)氮化调硼造粒

将磷化反应物粉碎，加入1250kg碳酸氢铵，充分混合后的pH＝6.9-7.1，此时即为本发明的基肥。根据需要，再加入375kg硼砂进行充分的混合，然后进行造粒；在60℃的热风吹干，完成造粉过程，即得专用肥成品。

四、硼镁磷铵肥工艺制造的重量份比数

(一)92.5％的硫酸      0.4份

(二)85％的磷酸        0.25份

(三)硼泥(处理后)      1份

(四)碳酸氢铵          1份

(五)硼砂              0.3份

五、成品硼镁磷铵肥的组份比例

氮(N)％               5.8

磷(P₂O₅)％            5.1

镁(Mg)％              8.1

硼(B)％               1.1

上述产品的应用在油菜试验效果详见表1

表1

另外，本发明应用在烟草产区和常规肥比较，表现为茎围增大0.05-0.13cm，叶片数增加0.5片，节距缩短0.23-0.27cm，腰叶增长1-2cm，增宽1-1.6cm。干烟率增加1.1-1.3％，亩产提高3.3-8.8％。上等烟比例提高36.9-55.9％。

实例2

取本发明的基肥100公斤，加入尿素70公斤、硫酸钾30公斤混配。可得氮、磷、钾、镁、硼比例为4∶1∶2∶0.5∶0.1的复混肥，是果树和蔬菜在营养生长期的专用肥料。产品特点是见效快。强调氮的供应，平衡磷、钾和微量元素。

实例3

取本发明的基肥100公斤，加入硫酸钾85公斤、磷酸而氢钾15公斤混配。可得到氮、磷、钾、镁、硼比例为1∶1.2∶3.1∶0.5∶1的复混肥，可以满足果实膨大期间对钾的需求，增加果品甜度改善着色。同时高钾和镁的协同作用，可使作物体质健壮，增加抗寒、抗旱、抗病能力。

实例4

取本发明的基肥100公斤，加入硫酸钾50公斤、硫酸亚铁10公斤、硫酸锌10公斤、硅钙粉10公斤、钼酸胺10公斤、硫酸锰10公斤。可得含大、中、微量元素复混的全元肥，能够平衡供给作物必须的营养。

Claims (4)

1. 一种利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法，其特征是：

(1)硼泥的预处理

先将硼泥通过自然风干，使其水份降至10％以下，然后在100-150℃温度下烘干，使其水份降至2％以下，即完成硼泥预处理备用；

(2)硼泥中的化学组份调整

取500kg的浓硫酸稀释至30-60％，升温至60-0℃，在不断搅拌下，缓慢加入预处理好的1150-1500kg硼泥中，维持60-90℃的反应温度，直至不产生气泡为止，生成硫酸盐料浆备用；

其化学反应式为

CaCO₃+H₂SO₄→CaSO₄↓+CO₂↑+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄→MgSO₄+CO₂↑+H₂O

(3)磷化处理

将硫酸盐料浆升温至80-95℃，加入80-85％的磷酸300kg，在不断进行搅拌下反应，维持80-95℃反应温度，反应20-40分钟后，进行冷却至常温、固化后得磷化反应物，该反应物pH＝3-4.5；

H₂O+MgCO₃+2H₃PO₄→Mg(H₂PO₄)₂·2H₂O+CO₂↑

(4)氮化调硼造粒

将磷化反应物粉碎，加入1150-1500kg碳酸氢铵，充分混合后其混合物的pH＝6.5-7.5，进行造粒；然后经40-80℃的热风干燥，完成造粉过程，即得基肥成品。

2. 根据权利要求1所述的利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法，其特征是：加入碳酸氢铵的同时再加入350-400kg硼砂进行充分的混合，然后再进行造粒。

3. 根据权利要求1所述的利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法，其特征是：(1)硼泥的预处理

先将硼泥通过自然风干，使其水份降至10％以下，然后在120-150℃温度下烘干，使其水份降至2％以下，即完成硼泥预处理备用；

(2)硼泥中的化学组份调整

取500kg的92.5％浓硫酸稀释至30％，升温至75-85℃，在不断搅拌下，缓慢加入预处理好的1250kg硼泥中，维持75-85℃的反应温度，直至不产生气泡为止，生成硫酸盐料浆备用；

其化学反应式为

CaCO₃+H₂SO₄→CaSO₄↓+CO₂↑+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄→MgSO₄+CO₂↑+H₂O

(3)磷化处理

将硫酸盐料浆升温至80-95℃，加入85％的磷酸300kg，在不断进行搅拌下反应，维持80-95℃反应温度，反应30分钟后，进行冷却至常温、固化后得磷化反应物，该反应物pH＝3.2-3.5；

H₂O+MgCO₃+2H₃PO₄→Mg(H₂PO₄)₂·2H₂O+CO₂↑

(4)氮化调硼造粒

将磷化反应物粉碎，加入1250kg碳酸氢铵，充分混合后其混合物的pH＝6.9-7.1，进行造粒；然后经60℃的热风干燥，完成造粉过程，即得成品。

4. 根据权利要求3所述的利用硼泥生产硼镁磷铵肥的工艺方法，其特征是：加入碳酸氢铵的同时再加入375kg硼砂进行充分的混合，然后再进行造粒。