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节酸高效有机质磷肥生产方法

xiaoxiao2020-06-24  4

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专利名称::节酸高效有机质磷肥生产方法
技术领域
:本发明属于肥料制造领域,是磷肥的生产技术。过磷酸钙是我国普遍使用的重要磷肥品种,由硫酸与磷矿粉反应制得。过磷酸钙及其它磷肥,包括磷铵、重钙、硝酸磷肥、钙镁磷肥等的一个最大的缺点是施入土壤后易被固定成缓效或无效磷,对作物的有效性不高。一般当季节利用率仅20%左右。特别是由于偏施化肥导致土壤有机质严重缺乏的耕地,磷肥的有效性更低。如何改进磷肥生产工艺,降低成本,提高磷肥有效性一直是农业科技工作的热点。本发明针对这些问题经多年研究,在磷肥生产中加入有机废弃物获得了明显的效果。根据我们提出的“纵向平衡”的原理,在对新磷肥的成键和结构特点研究的基础上发明了生产节酸高效有机质磷肥的工艺方法。我们通过探索试验证明,目前生产的过磷酸钙及其它磷肥其利用率低的原因是水溶性磷含量高,施入土壤后易与土壤中的Fe、Al、Mn、Ca等的离子结合成缓效或无效磷。通过加入有机废弃物,在生产过程中部分转化为有机酸对磷有螯合或络合等作用,这种螯合或络合态的磷在土壤中有很强的抗固定能力,且由于这种有机质磷肥中有机质的存在对土壤中的固磷因子有螯合和络合作用,因而减少了磷与它们结合的机会达到提高磷肥肥效的目的。本发明的目的在于通过有机废弃物的运用改进现有磷肥生产工艺,生产出成本低,抗土壤固定能力强,生物有效性高,经济效益好,而且对环境友好的新型高效磷肥。本发明包括磷矿石的粉碎、研磨、混合、硫酸酸化、化成与熟化等过程。本方法特点在磷矿粉酸化前加入有机废弃物,混匀后加入硫酸进行酸化,硫酸加入量是制过磷酸钙所需硫酸用量的10-90%,酸化后的浆料在化成室化成为鲜肥,鲜肥经熟化仓库堆放熟化成为产品。所说的有机废弃物是树皮、枯枝落叶、木屑、泥炭、城市污泥。在加入有机废弃物生产节酸高效有机质磷肥时可选用上述有机废弃物中的其中一种或多种,在加入多种有机废弃物时,废弃物总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值,有机废弃物的加入量占磷矿粉的2-60%(重量),有机废弃物加入量占磷矿粉的l0-30%时已显示明显的增产效果。在与磷矿粉混合前有机废弃物需粉碎至粒径小于0.5cm。粉碎的有机废弃物与磷矿粉混合均匀后,加入硫酸进行酸化,硫酸的加入量是制过磷酸钙所需硫酸用量的10-90%(重量),其加入量在40-70%(重量)时即可获得明显肥效和经济效益。我们知道,在过磷酸钙生产过程中,硫酸用量是根据磷矿粉化学组成推算得出,如对磷矿组成(干基)如表l所示的磷矿生产过磷酸钙,其硫酸(100%)用量为磷矿的63.72%(重量)。即100吨表1所示的磷矿,生产过磷酸钙需用硫酸(100%)为63.72吨。表1某种磷矿组成如表1所示的磷矿,用本发明节酸高效有机质磷肥生产技术生产节酸高效有机质磷肥,其硫酸(100%)的用量为63.72吨的10-90%,即为6-57吨硫酸,较适宜的硫酸用量为40-70%即25-45吨。本发明实施过程为将磷矿石粉碎过80-200目筛,于磷矿粉中按比例加入上述有机废弃物的其中一种或多种,混合均匀后,按上述的比例加入硫酸于混合器中搅拌并将浆料于化成室中化成为鲜肥,将鲜肥送入熟化仓库熟化成产品。本发明在磷矿粉中加入的有机废弃物经硫酸酸化生成大量腐殖酸类物质对磷矿粉中磷有酸溶、络合和螯合等明显的活化效果。由于腐殖物质的存在减少了该磷肥中磷与土壤固磷因子的结合从而提高了其有效性。本产品的质量检测1.结构分析用X技术测定其晶体结构,用红外光谱分析其成键状况。节酸高效有机质磷肥的XRD谱上Ca(H2PO4)2·2H2O的特征衍射峰较普通过磷酸钙少,且强度较低;而CaHPO4·2H2O的谱峰数不变。节酸高效有机质磷肥的IR谱与过磷酸钙相比发生了较大的变化,表现为1)出现羟基伸缩振动吸收谱3459cm-1,2)与CO32-有关的吸收谱消失,3)PO43-的吸收谱发生较大变化,出现相应的H2PO4-和HPO42-的特征吸收谱。我们加入木屑生产的一种节酸高效有机质磷肥的X射线衍射和红外光谱图分别见附图1、2。图1为节酸高效有机质磷肥与过磷酸钙的X射线衍射图,图2为节酸高效有机质磷肥与过磷酸钙的红外光谱图。图中SP为过磷酸钙,OMP为木屑作有机质生产的节酸高效有机质磷肥。2.化学分析用钼兰比色法测定其水溶性磷和有效磷的含量。与CK(普通过磷酸钙或钙镁磷肥)比较,节酸高效有机质磷肥有效磷中水溶性磷占有效磷的比例略有下降。我们加入木屑生产的一种节酸高效有机质磷肥的水溶性磷和有效磷含量如表2所示表2一种节酸高效有机质磷肥的水溶性磷和有效磷含量<tablesid="table1"num="002"><table>磷肥种类高效有机质磷肥对照(过磷酸钙)水溶性磷(P2O5%)15.7716.62有效磷(P2O5%)19.2019.45水溶性磷/有效磷×100%82.1485.45</table></tables>3.土壤中抗固定能力测定在400g土壤中加入0.5g节酸高效有机质磷肥,加入适量的水使土壤保持田间持水量状态培养2-5天,然后加入800ml水震荡6hr,过滤,测滤液中磷含量及过滤后土壤中有效磷和水溶性磷含量。按上述步骤对CK(普通过磷酸钙或钙镁磷肥)进行测定,比较两者抗固磷力。与CK比较,滤液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量较高。我们加入木屑生产的一种节酸高效有机质磷肥经上述试验测得的滤液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量如表3所示表3一种节酸高效有机质磷肥滤液中磷含量和土壤中有效磷、水溶性磷含量<tablesid="table2"num="003"><table>磷肥种类高效有机质磷肥对照(过磷酸钙)滤液中水溶性磷(P2O5%)(ppm)22.3218.78土壤中有效磷(P2O5%)(ppm)139.78113.65土壤中水溶性磷(P2O5%)(ppm)42.5632.59</table></tables>产品特性节酸高效有机质磷肥总的肥效特征是抗土壤固定能力强,生物有效性高。经试验,对南方红壤玉米,在等量施肥条件下,节酸高效有机质磷肥比普通磷肥可增产15%以上,且明显提高玉米地上部分吸磷量。节酸高效有机质磷肥的化学分析结果表明,与过磷酸钙相比其有效磷中水溶性磷比例略有下降,而拘溶性磷保持原有水平。本发明的优点1.为低品位磷矿粉的工业化大规模多渠道高效利用开辟了新的技术途径,使原来无工业利用价值或价值不大的低品位磷矿的工业利用价值大大提高;2.节省过磷酸钙生产过程的硫酸用量,因而明显降低磷肥生产成本;3.新磷肥产品抗土壤固定能力强,利用率高,肥效好,且可增产并明显改善作物品质,明显减少淋溶损失,有助于防治水体的富营养化,具有明显的环境效益;4.为有机废弃物的工业化农用开辟了新的途径。该产品的施用对增加土壤有机质,改善土壤理化性质将取到积极的作用。5.该发明投资少,无需特殊专用设备,有利于现有磷肥厂利用,且运行成本低。实施实例实施例1用表2所示的磷矿100吨,生产节酸高效有机质磷肥的生产过程表2某磷矿基本化学组成<tablesid="table3"num="004"><table>组成总P2O5有效P2O5CaOMgOCO2FFe2O3Al2O3酸不溶物%(质量)34.186.2046.470.201.233.211.111.0310.87</table></tables>1.磷矿石粉碎过80-100目筛;2.将泥炭粉碎过60-100目筛;3.在磷矿粉中加入泥炭15-30吨,与磷矿粉混匀;4.将混合物转入混合器中加入25-45吨硫酸酸化;5.酸化料浆在化成室化成为鲜肥;6.鲜肥转入熟化仓库堆放熟化3-5天即成为产品。实施例2用上表2所示的磷矿100吨,生产节酸高效有机质磷肥的生产过程1.矿石粉碎过80-100目筛;2.将枯枝落叶粉碎至0.5cm以下;3.在磷矿粉中加入粉碎的枯枝落叶10-20吨,与磷矿粉混匀;4.将混合物转入混合器中加入30-50吨硫酸酸化;5.酸化料浆在化成室化成为鲜肥;6.鲜肥转入熟化仓库堆放熟化3-5天即成为产品。权利要求1.节酸高效有机质磷肥生产方法,包括磷矿石的粉碎、研磨、混合、硫酸酸化、化成与熟化等过程,其特征在于在磷矿粉酸化等加入有机废弃物,混匀后加入硫酸进行酸化,酸化后的浆料在化验室化成为鲜肥,鲜肥经熟化仓库堆入熟化成为产品。2.根据权利要求1所说的节酸高效有机质磷肥生产方法,其特征在于有机废弃物的加入量为磷矿粉的2-60%(重量),理想的加入量为磷矿粉10-30%(重量)。3.根据权利要求1所说的节酸高效有机质磷肥生产方法,其特征在于所说的有机废弃物是树枝、枯枝落叶、木屑、泥炭、城市污泥。4.根据权利要求1所说的节酸高效有机质磷肥生产方法,其特征在于硫酸的加入量是制过磷酸钙所需硫酸用量的10-90%(重量),理想的加入量为40-70%(重量)全文摘要节酸高效有机质磷肥生产方法。在过磷酸钙生产过程中加入一定比例的有机废弃物能显著提高磷肥肥效且能降低硫酸用量。磷矿粉——特别是中、低品位磷矿粉加入有机废弃物后再部分酸化制得的节酸高效有机质磷肥肥效与过硫酸钙相当或略优。其生产与过磷酸钙相比可节省20—90%的硫酸用量。其生产设备在过磷酸钙生产设备基础上不必作大的改动,有利于现有过磷酸钙生产厂家利用现有设备加工生产。文档编号C05B17/00GK1280966SQ00117350公开日2001年1月24日申请日期2000年8月11日优先权日2000年8月11日发明者廖宗文,毛小云,冯新,杜建军申请人:华南农业大学

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