[发明专利]一种超微促释磷肥的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种超微促释磷肥的制备方法，属于肥料加工与应用技术领域。

背景技术

磷矿是一种不可再生的重要战略资源，对于促进粮食增产，维持农业的可持续发展具有重要的意义。在目前的磷矿消费结构中，75%～80%用于矿物磷肥的生产，然而随着磷肥产品在农业生产中的大量投入以及人口增长对粮食需求的不断增加，磷矿资源（尤其是磷富矿资源）危机日显突出，导致磷肥价格上涨，威胁农业生产和粮食安全，已成为当今全球面临的共同挑战。

在现有的以酸分解生产水溶性磷肥和热分解生产枸溶性磷肥为主的磷肥生产技术体系中，大部分磷矿必须经选矿富集后才能满足高浓度磷肥生产要求。然而我国绝大多数磷矿属于沉积岩型磷矿，磷矿品位低，选矿难度大，选矿成本高，且选矿过程会造成磷资源的大量流失以及大面积的土地和水体污染。此外，通过传统技术生产的常规磷肥（包括过磷酸钙、重过磷酸钙、硝酸磷肥、磷铵、钙镁磷肥等）当季利用率低，容易被土壤固定和随雨水流失，进一步加剧了磷矿资源的消耗和短缺。在目前能源供应紧张、磷资源特别是高品位磷矿资源紧缺，环境问题日益受到关注的情况下，传统磷肥工业的生产技术体系，由于存在高能耗、高污染等弊端，已不能满足经济和社会发展需要。为缓解资源危机和环境压力，突破传统磷肥生产技术框架，高效、节能、环保的中、低品位磷矿直接利用技术近年来渐受关注。

其中，利用磷素活化剂的高表面活性和丰富的活性基团促进磷矿难溶性磷素释放的促释活化技术和以粉体技术为载体的磷矿粉超微细粉碎技术逐渐兴起，为直接利用中低品位磷矿提供了新的技术手段，有着广泛的应用前途。

但是，现有的促释活化技术中，活化剂对磷素的活化促释效果与磷矿粉本身的化学成分、矿物结构密切相关，对晶体结构比较稳定的中低品位磷矿粉的促释效率低；而现有的磷矿粉超微细粉碎技术，在磷矿粉的超微细粉碎过程中，随着粒度减小至微米级，微细颗粒之间互相团聚形成二次或三次颗粒的趋势增加，不可避免地出现粉碎-团聚平衡时的“粉碎极限”，所以，当磷矿粉的特征粒径达到一定范围时，释磷量增加并不明显，且容易发生粉体间的团聚现象，阻止物料粒度的进一步变小，甚至出现颗粒粒度变大的趋势，降低研磨效率。

为克服“粉碎极限”问题，有关研究提出，在磷矿粉中添加有机和/或无机活化剂可以提高研磨效率。但对于超细粉碎过程来说，由于磷矿粉、活化剂等物料同时被粉碎至微米级或亚微米级，需要的粉碎时间较长，而在一段较长时间的粉碎过程中，物料粒度的变化对粉碎的工艺条件不断提出新的要求，工艺条件的细微变化又将显著影响物料粒子的物化性质，其中的交互影响机理十分复杂。因此，目前现有的关于在磷矿粉中添加有机和/或无机活化剂提高研磨效率的研究还只能停留在理论阶段，研磨时间仍然需要在2h以上，效率仍旧低下，产品的磷素比相对应的磷矿粉提高不到1倍，对磷素的活化促释效果不明显，仍然需要后续的堆肥处理，将超微促释后的磷矿粉加到堆肥中进行生物分解，实际推广应用效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷矿粉的促释活化技术和超微细粉碎技术的不足，提供一种超微促释磷肥的制备方法，本发明方法针对磷矿粉和各种活化剂的理化特性，确定适宜、合理的超细粉碎工艺，显著提高研磨效率和磷素活化效率。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

提供一种超微促释磷肥的制备方法，将粗磷矿粉与适宜的磷素活化剂配伍混合进行超微细粉碎加工，采用合理的制备步骤制备得到所述超微促释磷肥，所述具体包括如下步骤：

（1）粗磷矿粉的制备：原料为全磷含量大于12%的磷矿，将磷矿石直接采用普通破碎机粉碎至50～200目制成粗磷矿粉；

所述磷矿石优选全磷（P₂O₅）含量大于12%，更为优选为含量为12%～38%；

本发明中所述的全磷含量或有效磷含量或水溶性磷含量或含磷量等涉及产品或磷矿中磷含量的，均以P₂O₅计；

（2）超微促释磷矿粉的制备：将步骤（1）制备得到的粗磷矿粉与磷素活化剂和水按比例均匀混合，进行超微细研磨粉碎得到超微细促释磷矿粉；

优选地，所述超微细促释磷矿粉颗粒直径小于10um。

其中，所述粗磷矿粉与磷素活化剂和水的混合按照以下比例确定：粗磷矿粉添加量占固体总质量的85%～99%，磷素活化剂添加量占固体总质量的1%～15%，固液质量比为1：0.5～1：10；