CN106631175A - 一种从磷矿石中制造磷肥的方法 - Google Patents

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魏晓
刘玉桥
李红
张鹏博
占强
许波
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
    • C05B17/00—Other phosphatic fertilisers, e.g. soft rock phosphates, bone meal

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：将含磷材料铺在地面，加入富含硅物质充分混合均匀后，加入碱性物质继续混合均匀后，得混合物A；向混合物A中加入蒸馏水调节湿度，并在适宜的环境下，培养混合液B；将完成培养处理的混合液B烘干，得混合物C；将混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后，定量分装即得。本发明提出了一种从磷矿石中制造磷肥的方法，通过在碱性条件下，利用富硅物质来活化磷矿石中的磷，增加了含磷物质和矿物质中植物可用磷的含量，通过使用固态或液态富含硅物质或矿物质以及固态或液态碱性物质来降低来自于处理过的磷矿石或其他含磷物质中的重金属和其他污染物的流动性，保护环境不受重金属的污染。

Description

一种从磷矿石中制造磷肥的方法
技术领域
本发明涉及磷化合物以及磷化合物在农业方面的应用，尤其涉及一种从磷矿石中制造磷肥的方法。
背景技术
磷是植物营养的基本元素，在所有的磷酸盐应用中无机肥料占到了80％，而其中99％来源于磷矿石(PR)，磷矿石是全球最重要的磷资源。然而，现实应用中，磷矿石中磷的植物可用性的提高是最重要的问题。通常磷肥是通过化学方法生产出来的，包括通过使用浓硫酸或磷酸来处理磷矿石，或通过几种酸处理方法的结合等。酸处理的方法造成了磷矿石中磷的可溶性，同样，酸处理方法也造成了磷矿石中含有的重金属和其他污染物的可溶性。据估计，环境中发现的54～58％的镉来源于矿物磷肥的使用。随着环境污染的不断加剧和人们环保意识的不断增强，许多激发磷矿石活性的先进方法被提出，其中包括：通过磷矿石的连续增容作用生产生物有机磷化肥(BOP)、机械活化、磷矿微生物活化等。一些作者曾报道说磷矿石与一些矿物的混合后可以增加磷矿石的磷块活性，但是在这些文章中，活化机制尚不明确。然而到目前为止重金属污染的潜在风险问题还没有解决。
硅肥的应用增加了土壤溶液中单硅酸的浓度，以及它们吸附在钙、铝、铁、镁的可溶性磷酸盐上的难度。以下为硅酸盐阴离子和磷酸盐阴离子化学反应的变化：
CaHPO4+Si(OH)4＝CaSiO3+H2O+H3PO4
2Al(H2PO4)3+2Si(OH)4+5H+＝Al2Si2O5+5H3PO4+5H2O
2FePO4+Si(OH)4+2H+＝Fe2SiO4+2H3PO4
通过上述方法来使用含有高水平可溶性硅的物质(单硅酸)，可以使植物由磷酸盐的不可用形式向可用形式转变，同时碱性条件也降低了重金属的流动性。基于上述陈述，本发明提出了一种从磷矿石中制造磷肥的方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法。
一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、将含磷材料铺在地面，加入富含硅物质充分混合均匀后，加入碱性物质继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至30～60％，得混合液B，在24～50℃的环境下，将混合液B培养2～7d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为30～60％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于72～95℃的环境下，烘干4～72h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16～160目筛筛分后，定量分装即得。
优选的，所述步骤S1中的含磷材料为磷矿石或含磷工业废料，所述含磷工业废料优选含磷矿渣。
优选的，所述步骤S1中的富含硅物质优选单硅酸、硅藻土和硅中的一种。
优选的，所述步骤S1中的碱性物质优选氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的，所述步骤S1中的含磷材料、富含硅物质和碱性物质的质量比为10～100:1～10:1～2。
本发明提出了一种从磷矿石中制造磷肥的方法，通过在碱性条件下，利用富硅物质来活化磷矿石中的磷，增加了含磷物质和矿物质中植物可用磷的含量，通过使用固态或液态富含硅物质或矿物质以及固态或液态碱性物质来降低来自于处理过的磷矿石或其他含磷物质中的重金属和其他污染物的流动性，保护环境不受重金属的污染，本发明制造的磷肥含有高含量的植物可用磷和硅，同时具有磷化肥和硅化肥的性能，所得磷肥中流动性重金属和其它污染物的含量低，用于植物种植，显著降低了重金属在土壤和栽培植物中的流动性，降低了其它污染物对土壤和栽培植物造成的毒性，本发明提出的制造方法简单、制造成本低，制造过程和使用过程安全环保，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、按质量比100:1:1，将含磷矿渣铺在地面，加入单硅酸充分混合均匀后，加入氢氧化钠继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至38％，得混合液B，在24℃的环境下，将混合液B培养3d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为38％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于85℃的环境下，烘干48h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16目筛筛分后，定量分装即得。
实施例二
本发明提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、按质量比10:10:1，将含磷矿渣铺在地面，加入硅藻土充分混合均匀后，加入氢氧化钠继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至40％，得混合液B，在24℃的环境下，将混合液B培养5d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为40％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于85℃的环境下，烘干36h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16目筛筛分后，定量分装即得。
实施例三
本发明提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、按质量比100:2:2，将磷矿石铺在地面，加入单硅酸充分混合均匀后，加入氢氧化钾继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至38％，得混合液B，在24℃的环境下，将混合液B培养2d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为38％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于85℃的环境下，烘干72h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16目筛筛分后，定量分装即得。
实施例四
本发明提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、按质量比20:10:1，将磷矿石铺在地面，加入硅藻土充分混合均匀后，加入氢氧化钾继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至35％，得混合液B，在24℃的环境下，将混合液B培养2d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为35％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于85℃的环境下，烘干72h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16目筛筛分后，定量分装即得。
实施例五
本发明提出的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，包括以下步骤：
S1、按质量比10:10:1，将磷矿石铺在地面，加入硅充分混合均匀后，加入氢氧化钾继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至50％，得混合液B，在50℃的环境下，将混合液B培养7d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为50％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于95℃的环境下，烘干4h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经160目筛筛分后，定量分装即得。
将本发明实施例一～五中制备的磷肥分别用于农作物的种植实验，并使用市面上利用酸处理法制得的磷肥做农作物种植的对比实验，于实验一个月后，分别测试上述六组实验中农作物内的磷、硅及重金属的含量，并将本发明实施例一～五组实验与市面上利用酸处理法制得的磷肥实验数据进行对比，得出如下结果：
磷含量增加率 硅含量增加率 重金属含量降低率
实施例一 53.7％ 38.4％ 92.1％
实施例二 51.5％ 43.3％ 94.4％
实施例三 52.3％ 40.7％ 90.9％
实施例四 50.9％ 39.5％ 93.5％
实施例五 53.1％ 41.9％ 91.7％
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种从磷矿石中制造磷肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将含磷材料铺在地面，加入富含硅物质充分混合均匀后，加入碱性物质继续混合均匀后，得混合物A；
S2、向步骤S1中的混合物A中加入蒸馏水调节湿度至30～60％，得混合液B，在24～50℃的环境下，将混合液B培养2～7d，培养过程中应加蒸馏水控制混合液B的湿度为30～60％；
S3、将步骤S2中完成培养处理的混合液B置于72～95℃的环境下，烘干4～72h，得混合物C；
S4、将步骤S3中所得的混合物C加入到粉碎机中，充分粉碎后经16～160目筛筛分后，定量分装即得。
2.根据权利要求1所述的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中的含磷材料为磷矿石和含磷工业废料中的一种或两种任意比例组合物，所述含磷工业废料优选磷酸工业中的含磷矿渣。
3.根据权利要求1所述的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中的富含硅物质优选单硅酸、硅藻土和硅中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中的碱性物质优选氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的一种从磷矿石中制造磷肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中的含磷材料、富含硅物质和碱性物质的质量比为10～100:1～10:1～2。
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