CN103204743B - 锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓释复合肥，是具有层型结构的球形或近似球形的颗粒状复合肥，其最内层的是氮肥层，中间层是钾肥层，外层的是含有磷元素的矿物层；根据各个肥料层的厚度决定氮、磷和钾元素的比例；并提供了这种缓释复合肥的生产方法：将电解金属锰、二氧化锰的生产企业的浸出渣经过回收重金属元素，以及锰和铁元素后，得到的尾矿浆加入尾矿泥重量0.01～0.02％的絮凝剂，用带式压滤机压滤，控制滤泥的含水率为40～50％；然后滤泥中加入磷肥，混合均匀，采用肥料造粒机经过三次压延成型和一次对辊压延造粒以及干燥，得到缓释复合肥。

Description

锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种以锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法，生产具有层状结构的复合肥。

背景技术

电解金属锰、二氧化锰的生产企业大都是采用凌锰矿或软锰矿作为原料经酸浸生产金属锰及电解二氧化锰，其过程产生大量的浸出渣，一般每生产一吨金属锰就产生8吨左右的浸出渣，浸出渣中含有许多有价值的矿物及重金属元素。随着矿产资源越来越少和人们对环境保护的重视，越来越多的工矿企业开始对矿渣进行深度开发利用，尽量开发出矿渣中的矿物和贵重金属，取得了可喜的经济效益和环境效益。如本发明人申请的中国专利：申请(专利)号：CN20120179516.8，名称：电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法；公开了锰生产过程浸出渣的回收利用方法：1.用磁选法回收浸出渣中的锰和铁；2.用分散剂、抑制剂和捕收剂回收浸出渣中的钴、镍、铜、银和锡等贵重金属；3.用硫酸与植物碳水化合物及硫化剂处理尾矿泥，生产有机复合肥；4.用碳化剂回收碱土金属；5.用结晶法回收硫酸铵。经过近两年的生产实践，证明该发明对锰生产产生的浸出渣的综合回收利用产生巨大的经济效益和环境效益，同时也激励了本发明人对浸出渣继续深度开发利用的决心。

肥料是农业生产的物质基础，化学肥料约占肥料的90％以上。最常见、产量最大的化肥是含氮、磷、钾的化肥，如尿素、过磷酸钙和氯化钾。植物生长所需养分不是单一的，因此氮磷钾元素一般以复合的形式同时施用。植物对施加的氮肥和钾肥的利用率比较低，原因有几点：1.氮肥和钾肥非常易溶于水，容易被雨水冲走或渗入土层深处，导致植物无法吸收；2.氮肥非常不稳定，受热容易分解，遇碱性物质放出氨气，导致损失；3.氮肥非常容易被土壤中的微生物所吸收，植物吸收的氮肥变少了。因此化肥的使用量往往远远大于理论施用量。长期使用大量的化肥，导致土壤结块，土壤结构发生破坏，影响了农业的可持续发展。解决这种问题的方法是使用有机-无机复合肥或是使用具有缓释的复合肥。缓释复合肥，就是采用水溶性高分子物质包裹复合肥，使包膜中的复合肥缓慢被植物吸收的一种肥料。采用高分子材料为成膜物质，肥料的缓释效果好，但工艺设备要求高，缓释肥的生产成本高。

植物在生长过程中除了需要氮磷钾等元素以外，还需要铁、锰、镁、硫、硒、锌等中量和微量元素。因此市场上已经出现了微量元素复合肥，它是在复合肥中添加微量元素而得到的，其对植物的生长具有促进作用，但生产工艺步骤多，生产成本偏高，增加了农业从业者的负担。

发明内容

本发明的目的是公开一种采用尾矿泥用作缓释包裹材料的缓释复合肥，另一个目的是提供一种简单的处理尾矿泥的方法，具有缓释效果好，生产工艺简单，生产成本低等优点。

本发明的缓释复合肥外观为球形或近似球形颗粒，具有多层结构，最容易受到微生物分解破坏的氮肥设在最内层，中间层是钾肥层，磷肥层和不溶于水的尾矿泥设在外层。

所采用的肥料造粒机，包括两条压延线和一对半球凹形滚筒，每条压延线有三组压延滚筒组，每组压延滚筒组之间安装一个肥料料斗；半球凹形滚筒与一组压延滚筒之间设有托板。

所述制成的缓释复合肥为层型结构的球形或近似球形的颗粒状复合肥；其最内层的是氮肥层，中间层是钾肥层，外层的是含有磷元素的矿物层；根据不同作物和土壤元素含量确定各个肥料层的厚度和氮、磷和钾元素的比例。

本发明的缓释复合肥的生产工艺如下：

(1)按尾矿泥装总重量加入0.01～0.02％的絮凝剂，搅拌均匀后用带式压滤机压滤，控制滤泥的含水率为40～50％；然后滤泥中加入磷肥，混合均匀，放入矿泥料斗中，在肥料造粒机压延段压延成带状的磷肥矿物层；

(2)磷肥矿物层上均匀洒上钾肥，然后在肥料造粒机压延段压，使磷肥矿物层上面附上一层钾肥层；

(3)钾肥层上均匀洒上氮肥，在肥料造粒机压延段压，使钾肥层附上一层氮肥层；

(4)两条具有磷肥矿物层、钾肥层和氮肥层的带状物输送入半球凹形对辊筒，被压成球形或近似球形颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥。

所述的尾矿泥是锰矿尾矿泥，特别是本发明人申请的中国专利：申请(专利)号：CN20120179516.8，名称：电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣综合回收利用方法，是以凌锰矿或软锰矿作为原料经酸浸生产金属锰及电解二氧化锰，剩下的浸出渣，先回收浸出渣中的钴、镍、铜、银和锡，然后用磁选方法对电解金属锰、二氧化锰生产中浸出渣中的锰和铁的进行回收，最后得到尾矿泥。

本申请人的专利CN20120179516.8提到：回收重金属、贵金属的浮选工艺与现有工艺相同，需要加入分散剂、抑制剂、捕收剂丁基黄药和丁铵黑药，加入量按吨渣比为150g/t加入分散剂；按吨渣比为300g/t加入抑制剂；按吨渣比为170g/t加入丁基黄药；按吨渣比为170g/t加入丁铵黑药。所述的分散剂是六偏磷酸钠或六偏磷酸钾；所述的抑制剂是硅酸钠或水玻璃；经过浮选、沉淀以后得到钴、镍、铜、银、锡等重金属、贵金属精矿，可以直接送冶炼厂进行加工。

所述的尾矿泥也可以是氧化铝尾矿、铜矿尾矿、铅锌矿尾矿或锡矿尾矿泥，对于充分利用矿山资源，保护环境将有极大的好处。

所述的絮凝剂是壳聚糖、酯化变性淀粉或羧甲基淀粉钠中的任一种或它们的组合物，壳聚糖在使用前用适量有机酸，例如乙酸、乙二酸、柠檬酸等溶解。

所述的钾肥为氯化钾、硫酸钾或硝酸钾中的任一种或它们的组合物。

所述的磷肥为钙镁磷肥、过磷酸钙或磷酸二氢钾中的任一种或它们的组合物。

所述的氮肥为尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵或硝酸铵中的任一种或它们的组合物。

缓释复合肥中钾、氮和磷元素的比例可根据不同作物的需求，通过调节各个压延滚筒的上下滚筒的厚度来调节它们的含量比。

本发明的优点：

1.本发明的缓释复合肥采用尾矿泥作为化肥的保护剂和微量元素的载体，尾矿泥中的微量重金属元素不必经过硫化剂的处理，尾矿泥的处理成本降低；采用尾矿泥作为复合肥的微量元素的添加剂，成本低，解决了尾矿泥的堆放处理问题，变废为宝。

2.本发明的缓释复合肥设计成层状结构，最容易受到微生物、环境破坏的氮肥设在最内层，有效防止了氮肥的损失，复合肥的表面都覆盖着一层不溶于水的矿物，有效地防止了化肥被雨水冲走的情况，复合肥的缓释效果好，肥效时间长。

3、以锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法同样可以应用在氧化铝尾矿、铜矿尾矿、铅锌矿尾矿和锡矿尾矿中，将氧化铝尾矿、铜矿尾矿、铅锌矿尾矿和锡矿尾矿提炼出氧化铝、铜、铅锌和锡的原料，并除去重金属，得到的无害矿泥也可以按照上述方法生产层状结构的缓释复合肥。

附图说明

图1是本发明缓释复合肥的生产工艺流程图；

图2是本发明的缓释复合肥的结构示意图。

图中：1矿泥漏斗；2钾肥料斗；3氮肥料斗；4半球凹形对滚筒；5托板；6输送皮带；7输送滚筒；8压延滚筒组；9氮肥层；10钾肥层；11磷肥矿泥层。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，尾矿泥中加入尾矿泥重量0.01％的壳聚糖(壳聚糖在使用前用适量有机酸，例如乙酸、乙二酸、柠檬酸溶解)，混合均匀，用带式压滤机压滤，得到的滤泥的含水率为40％，滤泥中加入重过磷酸钙，混合均匀后放入肥料造粒机的矿泥料斗中，从矿泥料斗均匀洒在输送皮带上，通过压延滚筒组的压延形成带状磷肥矿物层；氯化钾从钾肥料斗落下，均匀洒在磷肥矿物层上，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的钾肥层；然后钾肥层上均匀洒上尿素，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的氮肥层，通过皮带的传输和托板，进入半球凹形滚筒，在两个半球凹形滚筒的挤压下，形成球形或半球形的颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥。

实施例2

如图1所示，尾矿泥中加入尾矿泥重量0.015％的酯化变性淀粉，混合均匀，用带式压滤机压滤，得到的滤泥的含水率为45％，滤泥中加入磷酸二氢钾，混合均匀后放入肥料造粒机的矿泥料斗中，从矿泥料斗均匀洒在输送皮带上，通过压延滚筒组的压延形成带状磷肥矿物层；硫酸钾从钾肥料斗落下，均匀洒在磷肥矿物层上，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的钾肥层；然后钾肥层上均匀洒上碳酸氢铵，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的氮肥层，通过皮带的传输和托板，进入半球凹形滚筒，在两个半球凹形滚筒的挤压下，形成球形或半球形的颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥。

实施例3

如图1所示，尾矿泥中加入尾矿泥重量0.02％的羧甲基淀粉钠，混合均匀，用带式压滤机压滤，得到的滤泥的含水率为50％，滤泥中加入钙镁磷肥，混合均匀后放入肥料造粒机的矿泥料斗中，从矿泥料斗均匀洒在输送皮带上，通过压延滚筒组的压延形成带状磷肥矿物层；硝酸钾从钾肥料斗落下，均匀洒在磷肥矿物层上，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的钾肥层；然后钾肥层上均匀洒上硝酸铵，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的氮肥层，通过皮带的传输和托板，进入半球凹形滚筒，在两个半球凹形滚筒的挤压下，形成球形或半球形的颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥。

实施例4

将氧化铝尾矿、铜矿尾矿、铅锌矿尾矿或锡矿尾矿提炼出氧化铝、铜、铅锌和锡的原料，并除去重金属，得到的尾矿泥中加入尾矿泥重量0.01％的壳聚糖和0.01％的羧甲基淀粉钠(壳聚糖在使用前用适量有机酸，例如乙酸、乙二酸、柠檬酸溶解)，混合均匀，用带式压滤机压滤，得到的滤泥的含水率为50％，滤泥中加入钙镁磷肥或重过磷酸钙，混合均匀后放入肥料造粒机的矿泥料斗中，从矿泥料斗均匀洒在输送皮带上，通过压延滚筒组的压延形成带状磷肥矿物层；硝酸钾从钾肥料斗落下，均匀洒在磷肥矿物层上，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的钾肥层；然后钾肥层上均匀洒上硝酸铵，通过压延滚筒组的压延形成一定厚度的氮肥层，通过皮带的传输和托板，进入半球凹形滚筒，在两个半球凹形滚筒的挤压下，形成球形或半球形的颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥。

本发明得到的层状结构的缓释复合肥能够使用在旱地作物和水田，也适合于大棚作物，可做基肥，也可做施肥，比起普通的散装复合肥使用效果好，不易被雨水冲走，本发明人用于做水稻施肥，增加产量15-20％；用于甘蔗地，比施用散装复合肥(氮磷钾含量基本相同)增加产量15％左右。

Claims (4)

1.锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按尾矿泥装总重量加入0.01～0.02％的絮凝剂，搅拌均匀后用带式压滤机压滤，控制滤泥的含水率为40～50％；然后滤泥中加入磷肥，混合均匀，放入矿泥料斗中，在肥料造粒机压延段压延成带状的磷肥矿物层；

(2)磷肥矿物层上均匀洒上钾肥，然后在肥料造粒机压延段压，使磷肥矿物层上面附上一层钾肥层；

(3)钾肥层上均匀洒上氮肥，在肥料造粒机压延段压，使钾肥层附上一层氮肥层；

(4)两条具有磷肥矿物层、钾肥层和氮肥层的带状物输送入半球凹形对辊筒，被压成球形或近似球形颗粒，烘干颗粒，得到缓释复合肥；

所述的絮凝剂是壳聚糖、酯化变性淀粉或羧甲基淀粉钠中的任一种或它们的组合物；

制成的缓释复合肥为层型结构的球形或近似球形的颗粒状复合肥；其最内层的是氮肥层，中间层是钾肥层，外层的是含有磷元素的矿物层。

2.根据权利要求1所述的锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法，其特征在于，所述的尾矿泥还为氧化铝尾矿、铜矿尾矿、铅锌矿尾矿或锡矿尾矿的一种或多种。

3.权利要求1所述的锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法，其特征在于，所采用的肥料造粒机，包括两条压延线和一对半球凹形滚筒，每条压延线有三组压延滚筒组，每组压延滚筒组之间安装一个肥料料斗；半球凹形滚筒与一组压延滚筒之间设有托板。

4.根据权利要求1所述的锰矿尾矿生产缓释复合肥的方法，其特征在于，根据不同作物和土壤元素含量确定各个肥料层的厚度和氮、磷和钾元素的比例。