CN103360015B - 一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，以低品位磷矿、白云石、磷石膏为主要原料，将上述原料按比例混合，其中磷灰石(分子式（Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)）和白云石（分子式(CaMg[CO3]2)的摩尔比为1:0.5-2.25，磷石膏（分子式CaSO4·2H2O）的加入量为低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的5-25%；在加入添加剂下于1050℃-1200℃下焙烧0.5-2h，产物冷却后粉碎研磨，即为得所述营养型土壤重金属固化剂。本发明来源广泛，廉价易得，低能耗，能提高低品位磷矿石的利用率，从而解决我国富磷矿少、贫磷矿多的问题。

Description

一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法
技术领域
本发明涉及以低品位磷矿、白云石、磷石膏为原料，在一定添加剂作用下生产一种适用于酸性土壤的营养型土壤重金属固化剂的方法。
背景技术
磷矿石是一种重要的不可再生资源，也是肥料和磷化工的重要原料。中国的磷矿资源约占全球总量的30%，主要集中分布在云南、湖北、贵州、四川，其资源储量约占全国的76.60%。目前，我国每年磷矿石的消耗量高达7000万吨。尽管中国磷矿资源较丰富，但是长期以来大多数高品位磷矿石被用来制作磷酸，而磷酸主要用于制作肥料。按目前的速度开采，我国品位为30%以上的高品位磷矿只有十年开采量。
在磷矿的开采及选矿加工过程中有大量的废弃物堆积，这些大部分是低品位磷矿，平均品位只有17%。这些废弃的矿物不仅占用大量土地、污染环境，而且还造成资源的浪费。在我国，仅有一些大型企业开采率可达95%以上，其它中型矿山的资源回采率大多在50% 左右，而小矿的资源回采率只有30%，有的甚至更低。因此，如何合理开发利用中国大量的低品位磷矿，是磷肥和磷化工行业迫切需要解决的重要问题。
在低品位磷矿的应用方面，目前已有的专利涉及很多方面。如制取磷酸、黄磷、过磷酸钙、生物磷肥，还可以制取土壤重金属的钝化剂。申请公布号为CN 101913571A，发明名称《利用低品位磷矿石生产过磷酸钙的工艺方法》，将低品位磷矿石磨粉后，加入浓度为70%-75%的稀硫酸，在110℃搅拌混合，经化成、散场、熟化、翻仓即得成品。此法采用硫酸来制取过磷酸钙，成本较高，对环境还会造成污染。而在制取生物磷肥的过程中，需使用一些微生物菌群，且采用好氧厌氧发酵，时间较长。由华中农业大学发明的一种治理土壤重金属铜、铅、镉污染的钝化剂，申请公布号为CN 102559198A，采用中低品位磷矿为主要原料，与草酸按一定比例混合，在28℃下活化6天，50℃下干燥20-24h得到钝化剂。此法不破坏土壤的理化性质、二次污染小，但处理时间较长。目前采用低品位磷矿、白云石和磷石膏为主要原料来制取一种营养型土壤重金属固化剂的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，通过采用白云石、磷石膏来活化低品位磷矿，既解决低品位磷矿利用率低的问题，又减少磷石膏的大量堆放产生的占地及环境污染问题，同时可以充分利用原料中的各种元素，制成一种含磷、钙、硅、镁的营养型土壤重金属固化剂，从而为钙基工业固体废弃物农用资源化提供依据。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
    一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，该方法将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目，将低品位磷矿、白云石、磷石膏按比例混合加入添加剂后，在1050℃-1200℃下焙烧0.5-2h后，烧成物经冷却并粉碎研磨，即得成品。
进一步优化的，所述低品位磷矿中的磷灰石Ca5(PO4)3(F, Cl,OH)和所述白云石 (CaMg[CO3]2)的摩尔比为1:0.5-2.25。
进一步优化的，所述低品位磷矿的主要化学成分包括CaO、P2O5、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO和CaF2；所述白云石的主要化学成分包括CaO、MgO和CO2。
进一步优化的，所述磷石膏（以CaSO4·2H2O质量计）占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的5-25%。
进一步优化的，所述低品位磷矿中五氧化二磷含量低于25%。
进一步优化的，所述添加剂为硫酸钠、氯化钠或氯化钙，添加剂的用量为低品位磷矿、白云石、磷石膏于105℃下烘干至恒重总质量的2%-5%。
进一步优化的，最终产品粉碎后过筛20目。
    与现有技术相比，本发明有以下优点：
1.本发明所用的生产原料磷石膏为工业固体废弃物，来源广泛，廉价易得。
2.节约电能。在土壤重金属固化剂的生产过程中，原料中的杂质部分对低品位磷矿的分解起到助熔作用，降低磷矿石的熔点，从而降低能耗，提高低品位磷矿石的利用率，从而解决我国富磷矿少、贫磷矿多的问题。
3.充分利用资源，提高低品位磷矿的利用率。在产物方面，生成的磷酸钙、硅酸钙、硅酸镁可以作为一种营养型土壤重金属固化剂，补充土壤中的钙、镁、磷等营养元素。
4.本发明所生产的营养型土壤重金属固化剂既可以抑制土壤的酸性，又可以作为重金属的钝化剂，从而对环境无危害。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
实施例1
    云南某公司生产堆放的低品位磷矿及来自广西某公司的白云石成分如下：
 表1 低品位磷矿的化学组分
组分 SiO2 CaO P2O5 Al2O3 Fe2O3 MgO CaF2 杂质
含量/% 31.05 25.78 18.52 4.15 2.98 2.68 1.46 13.38
表2 白云石的化学组分
组分 CaO MgO CO2 Al2O3 SiO2 Fe2O3 杂质
含量/% 30.37 21.46 47.47 0.41 0.12 0.04 0.13
此低品位磷矿五氧化二磷含量为18.52%，将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目。按照磷矿石中磷灰石(分子式（Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)）和白云石（分子式(CaMg[CO3]2)摩尔比1:1.25进行配比，并加入占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的20%的磷石膏（以CaSO4·2H2O质量计）和3%的硫酸钠（分子式Na2SO4），将其充分混合后，置于马弗炉内，将温度调至1100℃，时间1.5小时。将产物取出后测定其有效五氧化二磷含量为8.77%，即转化率为68.44%。
将产物施用于酸性土壤中，采用盆栽实验来种植芥菜，并与空白处理作对照，其生物量增长率为115.80%。通过土壤检测分析可知，施用营养型土壤重金属固化剂后，pH值提高了1.59个单位，有机质含量增加10.1g/kg，交换态铝含量降低了0.1431cmol/kg，植物体内的磷的含量增加了3.96%。土壤中重金属镉（Cd）含量减少了42.7%，铅（Pb）含量减少了26.9%，砷（As）含量减少了31.8%。
实施例2
    云南某公司的低品位磷矿及来自广东某公司的白云石成分如下：
 表3 低品位磷矿的化学组分
组分 SiO2 CaO P2O5 Al2O3 Fe2O3 MgO CaF2 杂质
含量/% 31.05 25.78 18.52 4.15 2.98 2.68 1.46 13.38
表4 白云石的化学组分
组分 CaO MgO CO2 Al2O3 SiO2 Fe2O3 杂质
含量/% 32.69 19.41 47.05 0.51 0.2 0.14 0.11
此低品位磷矿五氧化二磷含量为18.52%，将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目。按照磷矿石中磷灰石(分子式（Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)）和白云石（分子式(CaMg[CO3]2)摩尔比的1:1.5进行配比，并加入占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的15%的磷石膏（以CaSO4·2H2O质量计）和2%的氯化钠（分子式NaCl），将其充分混合后，置于马弗炉内，将温度调至1100℃，时间1.5小时。将产物取出后冷却测定其有效五氧化二磷含量为7.09%，转化率为55.29%。
将其施用于酸性土壤中，采用盆栽实验来种植芥菜，并与空白处理作对照，其生物量增长率为118.39%。通过土壤检测分析可知，施用土壤改良剂后，pH值提高了1.42个单位，有机质含量增加9.82g/kg，交换态铝含量降低了0.1538cmol/kg，植物体内的磷的含量增加了3.62%。土壤中重金属镉（Cd）含量减少了39.6%，铅（Pb）含量减少了25.1%，砷（As）含量减少了29.3%。
实施例3
    贵州某公司的低品位磷矿及来自广东某公司的白云石成分如下：
 表5 低品位磷矿的化学组分
组分 SiO2 CaO P2O5 Al2O3 Fe2O3 MgO CaF2 杂质
含量/% 21.99 35.1 17.39 5.99 1.26 2.66 1.38 14.23
表6 白云石的化学组分
组分 CaO MgO CO2 Al2O3 SiO2 Fe2O3 杂质
含量/% 32.69 19.41 47.05 0.51 0.2 0.14 0.11
此低品位磷矿五氧化二磷含量为17.39%，将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目。按照磷矿石中磷灰石(分子式（Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)）和白云石（分子式(CaMg[CO3]2)的摩尔比1:0.75进行配比，并加入占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的17%的磷石膏（（以CaSO4·2H2O质量计）和2.5%的氯化钙（分子式CaCl2），将其充分混合后，置于马弗炉内，将温度调至1100℃，时间1.5小时。将产物取出后冷却测定其有效五氧化二磷含量为6.61%，转化率为52.62%。
将其施用于酸性土壤中，采用盆栽实验来种植芥菜，并与空白处理作对照，其生物量增长率为103.27%。通过土壤检测分析可知，施用土壤改良剂后，pH值提高了1.36个单位，有机质含量增加9.69g/kg，交换态铝含量降低了0.1284cmol/kg，植物体内的磷的含量增加了2.96%。土壤中重金属镉（Cd）含量减少了35.9%，铅（Pb）含量减少了21.6%，砷（As）含量减少了28.9%。

Claims (4)

1.一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，其特征在于：将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目，将低品位磷矿、白云石、磷石膏按比例混合加入添加剂后，在1050℃-1200℃下焙烧0.5-2h后，烧成物经冷却并粉碎研磨，即得成品；所述低品位磷矿中的磷灰石Ca5(PO4)3(F, Cl,OH)和所述白云石 CaMg(CO3)2的摩尔比为1:0.5-2.25；所述磷石膏占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的5-25%，磷石膏质量以CaSO4·2H2O质量计；所述添加剂为硫酸钠、氯化钠或氯化钙，添加剂的用量为低品位磷矿、白云石、磷石膏于105℃下烘干至恒重总质量的2%-5%。
2.根据权利要求1所述的一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，其特征在于所述低品位磷矿的主要化学成分包括CaO、P2O5、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO和CaF2；所述白云石的主要化学成分包括CaO、MgO和CO2。
3.根据权利要求1所述的一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，其特征在于所述低品位磷矿中五氧化二磷含量低于25%。
4.根据权利要求1所述的一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，其特征在于最终产品粉碎后过筛20目。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104099100B (zh) * 2014-06-24 2017-10-10 武汉工程大学 一种土壤改良剂及其制备方法
CN105111004A (zh) * 2014-12-17 2015-12-02 昆明隆青化工有限公司 一种新型土壤调节剂
CN105419806A (zh) * 2015-11-30 2016-03-23 南昌大学 一种重金属污染酸性土壤改良剂及其应用
CN107541218A (zh) * 2016-06-28 2018-01-05 山东滨州清大科技有限责任公司 一种利用风化磷矿生产多功能土壤调理剂的方法
CN106316686A (zh) * 2016-08-22 2017-01-11 四川华智生物工程有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
CN106311739A (zh) * 2016-10-12 2017-01-11 上海大学 利用工业矿石水洗泥饼稳定剂对土壤中重金属稳定的方法
CN107699251A (zh) * 2017-10-31 2018-02-16 三峡大学 一种重金属污染农田土壤的氟石膏基钝化剂及制备方法
CN107880895B (zh) * 2017-11-28 2020-06-30 信阳师范学院 一种以低品位岩浆土为主要原料的保水材料及其制备方法
CN108611098A (zh) * 2018-03-28 2018-10-02 中冶华天工程技术有限公司 处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法
CN109749749A (zh) * 2018-12-26 2019-05-14 浙江益壤环保科技有限公司 一种改性磷矿石稳定剂的制备方法及其应用
CN109971482A (zh) * 2019-04-03 2019-07-05 河南清水源科技股份有限公司 一种适用于碱性土壤冬小麦镉污染的复合调理剂及其制备方法
CN111229777A (zh) * 2020-01-16 2020-06-05 陈赫然 一种基于磷尾矿的土壤修复材料及其制备和应用方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059333A (zh) * 1990-08-29 1992-03-11 胡克矩 无机土壤调节剂及制法
JP2005154735A (ja) * 2003-11-07 2005-06-16 Matsuda Giken Kogyo Kk 土壌用固化剤、土壌舗装材料及び土壌舗装方法
CN101012380A (zh) * 2007-02-16 2007-08-08 魏凤巢 新型盐渍土改良剂组合物及其用途
CN101157587A (zh) * 2007-09-21 2008-04-09 天津市北方绿业生态科技有限公司 一种盐碱土改良增肥调理剂及制备方法
CN101250041A (zh) * 2008-03-05 2008-08-27 杨毅男 一种环保型土壤固化剂
CN101724403A (zh) * 2009-02-13 2010-06-09 吕庆淮 多功能土壤调理剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059333A (zh) * 1990-08-29 1992-03-11 胡克矩 无机土壤调节剂及制法
JP2005154735A (ja) * 2003-11-07 2005-06-16 Matsuda Giken Kogyo Kk 土壌用固化剤、土壌舗装材料及び土壌舗装方法
CN101012380A (zh) * 2007-02-16 2007-08-08 魏凤巢 新型盐渍土改良剂组合物及其用途
CN101157587A (zh) * 2007-09-21 2008-04-09 天津市北方绿业生态科技有限公司 一种盐碱土改良增肥调理剂及制备方法
CN101250041A (zh) * 2008-03-05 2008-08-27 杨毅男 一种环保型土壤固化剂
CN101724403A (zh) * 2009-02-13 2010-06-09 吕庆淮 多功能土壤调理剂及其制备方法

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