CN114478077A - 一种利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用活化硅钙制备钙镁磷肥的方法，其步骤为：(1)将活化硅钙、磷矿石、蛇纹石、焦炭按比例混合均匀；(2)将混合好后的肥料进行加热成为熔融状态；(3)将熔融状态的混合物进行水淬、干燥、破碎得到钙镁磷肥。本发明通过利用活化硅钙原料取代部分熔剂，这样可以降低钙镁磷肥生产温度，从而提升生产速率，并节能降耗。活化硅钙属于天然原料或工业固废，成本低且可以实现资源循环利用，并且本方法制备的钙镁磷肥生产成本低且工艺简单，具有良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用活化硅钙制备钙镁磷肥的方法，属于肥料制作领域。
背景技术
钙镁磷肥是我国传统的优秀磷肥品种，含有钙镁硅磷等作物所需的多种营养元素，并且是一种碱性肥料，可改良酸性土壤，补充中微量元素，以提高农作物产量，有效的预防病虫害，并对土壤改良有很好的应用效果，近年来以钙镁磷肥包裹肥料的技术发展迅速，市场前景广阔。
现有的钙镁磷肥生产是以高炉法生产钙镁磷肥，原料采用磷矿石，蛇纹石或白云石，利用焦炭和煤作为原料进行烧制，再经过水淬，沥干，破碎制得钙镁磷肥。该方法生产钙镁磷肥所需温度1450℃～1500℃，生产能耗高。
随着矿产资源的开发，高浓度磷肥的快速发展，导致国内高品位磷矿逐渐稀缺，为了保证农业安全更高效的利用磷矿资源意义重大。
专利CN101747090公开了一种利用磷矿浮选尾矿高炉法制备钙镁磷肥，专利CN101747091公开一种以磷矿浮选尾矿为原料旋风炉法制钙镁磷肥主要以尾矿和原矿石混合制钙镁磷肥，这种方法并未达到降低生产能耗的问题。
专利CN113735631公开了一种低能耗钾钙镁磷肥的生产方法以磷矿石，霞石，长石，焦炭或无烟煤按比例进行烧制而成，烧制温度为900～1000℃，这种温度烧制的肥料没有成为熔融态，所以矿石中中微量元素活性并没有激活，所制成肥料作物无法吸收。
发明内容
针对现有问题，本发明提供一种利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，本发明通过利用活化硅钙原料取代部分熔剂，可以降低钙镁磷肥生产温度50～100℃，从而降低生产成本。活化硅钙属于天然原料或工业废弃物料价格低廉，且可以实现废弃物再利用，并且本方法制作的钙镁磷肥生产成本低且制作简单，本方法制得的钙镁磷肥可以使作物产量提高≥10％。
为了实现上述目的，本发明才有如下技术方案：
一种利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于按以下步骤：
(1)将所有15～100mm块料的活化硅钙、磷矿石、蛇纹石和焦炭按比例混合；
(2)将混合好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1050～1450℃进行高温熔融，熔融时间5～35分钟，将熔体排出；
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体依次经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
所述的活化硅钙为火山灰、黄磷渣、玻璃岩中的一种或两种及以上物质组成。
所述的活化硅钙、磷矿石或蛇纹石若为粉末状需要进行制成粒径在15～100mm的块状再进行混合。
所述的磷矿石中P2O5质量百分比≥24％，且SiO2质量百分比≤10％。
所述活化硅钙占总原料质量比为7～37.5％，磷矿石占原料总质量比为50～65％，蛇纹石占原料总质量比为0.5～10％，焦炭占原料总质量比为12～21.5％。
活化硅钙物质中SiO2质量百分比≥40％，CaO质量百分比≥20％。
与现有技术相比，一种利用活化硅钙制备钙镁磷肥的方法具备以下优点：
本发明利用天然形成的活化硅钙或含活化硅钙的工业废料作为原料，价格低廉，活化硅钙取代部分的助熔剂帮助钙镁磷肥生产，相对于传统钙镁磷肥生产可以降低50～100℃，使钙镁磷肥生产成本降低，活化硅钙制成的钙镁磷肥更加利于作物的吸收。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步描述，本发明实施例的原料直接购买得到。实施例的各原料按重量百分比计。
实施例1
(1)将所有30mm块料的20.5％活化硅钙、55.4％磷矿石、8.1％蛇纹石、16％焦炭混合，所述活化硅钙为玻璃岩，其中SiO2质量百分比为42.5％，CaO质量百分比为21.5％；磷矿石中P2O5质量百分比为25.2％，SiO2质量百分比为8.4％。
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1350℃进行高温熔融，熔融时间30分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为13.93％，有效CaO为31.45％，有效MgO为11.24％，有效SiO2为21.88％。对水稻作物增产8.1％。
实施例2
(1)将所有50mm块料的22.3％活化硅钙、53.1％磷矿石、7.8％蛇纹石、16.8％焦炭混合，所述活化硅钙为黄磷渣，其中SiO2质量百分比为40.5％，CaO质量百分比为25.6％；磷矿石中P2O5质量百分比为24.6％，SiO2质量百分比为9％。
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1380℃进行高温熔融，熔融时间30分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为13.23％，有效CaO为32.26％，有效MgO为10.33％，有效SiO2为20.67％。对水稻作物增产6.7％。
实施例3
(1)将所有50mm块料的23.4％活化硅钙、53.8％磷矿石、5.4％蛇纹石、17.4％焦炭混合，所述活化硅钙为黄磷渣，其中SiO2质量百分比为42.7％，CaO质量百分比为24.3％；磷矿石中P2O5质量百分比为24.3％，SiO2质量百分比为9.6％。
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1350℃进行高温熔融，熔融时间30分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为12.65％，有效aO为30.55％，有效MgO为10.94％，有效SiO2为22.32％。对水稻作物增产9.4％。
实施例4
(1)将所有60mm块料的22.3％活化硅钙、56％磷矿石、4％蛇纹石、17.7％焦炭混合，所述活化硅钙为火山灰，先将火山灰制成60mm块料再进行混合；其中SiO2质量百分比为41.6％，CaO质量百分比为24.9％；磷矿石中P2O5质量百分比为25.6％，SiO2质量百分比为8.7％。
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1450℃进行高温熔融，熔融时间5分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为13.44％，有效CaO为32.55％，有效MgO为11.65％，有效SiO2为21.87％。对水稻作物增产10.1％。
实施例5
(1)将所有50mm块料的15.4％活化硅钙、53.7％磷矿石、9.4％蛇纹石、21.5％焦炭混合所述活化硅钙为火山灰，先将火山灰制成50mm块料再进行混合；其中SiO2质量百分比为40.7％，CaO质量百分比为26.4％；磷矿石中P2O5质量百分比为25.6％，SiO2质量百分比为9.6％；
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1050℃进行高温熔融，熔融时间30分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为13.63％，有效CaO为32.32％，有效MgO为10.54％，有效SiO2为20.55％。对水稻作物增产8.5％。
实施例6
将所有15mm块料的24.6％活化硅钙、51.2％磷矿石、6.2％蛇纹石、18％焦炭混合，所述活化硅钙为黄磷渣，其中SiO2质量百分比为41.6％，CaO质量百分比为23.2％；磷矿石中P2O5质量百分比为26.6％，SiO2质量百分比为6.6％；
(2)将处理好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1300℃进行高温熔融，熔融时间35分钟，将熔体排出。
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
经检测分析：所制得的钙镁磷肥中，有效P2O5为13.44％，有效CaO为31.25％，有效MgO为11.14％，有效SiO2为21.99％。对水稻作物增产7.4％。
Claims (6)
1.一种利用活化硅钙制备钙镁磷肥的方法，其特征在于按以下步骤：
(1)将所有15～100mm块料的活化硅钙、磷矿石、蛇纹石和焦炭按比例混合；
(2)将混合好的块料投放至高炉，控制高炉温度在1050～1450℃进行高温熔融，熔融时间5～35分钟，将熔体排出；
(3)将排出的熔体进行水淬，水淬后的玻璃体依次经沥水、干燥、破碎制得钙镁磷肥。
2.根据权利要求1所述的利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于：步骤(1)所述的活化硅钙为火山灰、黄磷渣、玻璃岩中的一种或两种及以上物料组成。
3.根据权利要求1所述的利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于：步骤(1)所述的活化硅钙、磷矿石或蛇纹石若为粉末状，需要制成粒径在15～100mm的块状再进行混合。
4.根据权利要求1所述的利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于：步骤(1)所述的磷矿石中P2O5质量百分比≥24％，且SiO2质量百分比≤10％。
5.根据权利要求1所述的利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于：步骤(1)所述活化硅钙占总原料质量比为7～37.5％，磷矿石占原料总质量比为50～65％，蛇纹石占原料总质量比为0.5～10％，焦炭占原料总质量比为12～21.5％。
6.根据权利要求1-3所述之一的利用活化硅钙制作钙镁磷肥的方法，其特征在于：活化硅钙物质中SiO2质量百分比≥40％，CaO质量百分比≥20％。
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