[发明专利]一种水溶性磷矿粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷矿粉的深加工领域，具体涉及一种可用于水溶肥的水溶性的磷矿粉。

背景技术

矿产是人类赖以生存和发展的物质基础，是经济社会可持续发展的重要物质保障，而其中磷矿更是我国重要的战略资源。我国的磷矿资源丰而不富，中低品位磷矿较多，在磷矿的矿石质量和可选性方面差异较大。随着资源的不断开发利用，富磷矿和易选磷矿资源越来越少，而对于中低品位的磷矿的选矿工艺却受到阻碍。

低品位磷矿中除了含有10%左右的磷元素外，还含有钾、钙、镁、铁等元素，这些元素如钾、镁、铁等含量较少，很难提取，但却被作物利用，促进作物生长。我国是农业大国，人口众多，为了增加粮食产量，有效的手段之一就是借助于施肥，其中肥料主要为氮肥、磷肥和钾肥。我国的磷肥主要是以磷矿为原料，用于农业主要有化学加工成化学磷肥和直接使用这两种方法。化学加工磷肥所需的磷矿一般为中高品位磷矿，低品位磷矿中磷提取工艺受到限制；直接作为磷肥施用一种比较经济的廉价磷源，主要成分是磷酸钙，但其水溶性差，在土壤中磷的释放量低，施入土壤后作物难以吸收，降低了其利用率。因此如何高效利用磷矿石尤其是低品位磷矿石，增加其水溶性及磷的释放效果，是当前研究的热点。

中国发明专利公开号CN103755498A公开了一种水溶性矿物肥及其制备方法，该矿物肥是将矿物超细化后与肥料混合；公开号CN102321485A公开了一种改性磷矿粉复合保水剂及其制备方法，该复合保水剂是将磷矿粉与水溶性聚合物进行交联接枝反应而得。以上专利技术均是将磷矿粉化学改性后与其他物质共混，制得复合肥或混合使用，工艺流程复杂，生产成本较高，由于未对磷矿粉进行处理，其磷的释放效果不理想，有效率磷含量降低，降低了磷的利用率。

中国发明专利公开号CN1098080公开了一种生物活性复合磷肥制作方法，公开号CN101638341公开了一种缓释腐殖酸多元复混磷生物有机肥的生产方法。以上专利技术是利用生物发酵的方法，将磷矿粉与含有微生物的物质混合发酵，在微生物的作用下，使磷矿粉中的磷释放出来。但在使用过程中该类生物肥易发出难闻气味，使操作环境恶劣，生产过程所用时间较长，且微生物分解具有一定的不稳定性，不适合大规模工业生产。

中国发明专利公开号CN103524208A公开了一种水不溶固体微米粉体的用途，该固体微米粉体是将磷矿与其他矿物质共混，再微细化为较小粒径的粉体颗粒后直接使用。该固体微米粉体为不溶性物质，限制了其使用范围，且肥料的释放量率低，植物吸收速率慢。

中国发明专利公开号CN85102311公开了一种用磷、钾矿石制造磷酸钾盐、公开号CN1045388公开了一种由氯化钾在低温下制造磷酸钾及氮磷钾肥料的方法.。以上专利技术是将磷矿等物质经酸处理等过程，变成可溶磷酸盐，属于化学提取方法，对低品位磷矿提取技术与生产设备要求高，危险性大，且易对环境造成污染。

综上所述，我国的用于农业的磷矿粉主要是通过对磷矿粉进行化学提取，细化，吸附改性等工艺处理，化学提取能够得到水溶性较好的磷肥产品，但是其工艺条件复杂，且生产过程中易对环境造成污染；细化、吸附改性工艺较简单，但磷的释放率低，释放时间长，植物在一定生长期内不能很好的利用磷元素，降低了磷矿的利用率。

发明内容

本发明针对上述现有用于农业的磷矿粉处理技术中存在的不足与缺陷，提供一种水溶性磷矿粉。该水溶性磷矿粉是以低品位磷矿为原料，对磷矿进行超细化处理，使其颗粒粒径≤10μm，再利用紫外光对其进行多孔处理，制成孔径为18-25nm的多孔结构，再利用改性剂对其进行亲水改性处理，使其表现出很好的水溶性，加入分散剂，使其在水中表现出良好的分散性。该水溶性磷矿粉为多孔结构，且颗粒粒度小，能有效增大颗粒的比表面积，提高矿物元素的溶解量和溶解速率。施用于土壤中能和土壤中微生物充分接触，加快磷的分解速度，快速释放出磷矿中的磷，明显增大有效磷的含量，促进作物生长，且磷矿粉中的其他中微量元素也能很好的溶解，被作物吸收利用，提高作物的产品品质。

本发明进一步提供了一种水溶性磷矿粉的制备方法，该方法是通过气相等离子体法将磷矿粉细化成粒径≤10μm的颗粒，再用Nd：YAG激光钻孔方法进行对其进行多孔处理，在加入改性剂进行亲水性改性，使颗粒表现出水溶性和分散性，获得一种磷元素高溶出率的多孔微粒结构的水溶性磷矿粉。

本发明一种水溶性磷矿粉，其特征在于其颗粒粒径≤10μm，其颗粒呈多孔状，孔径18~25nm，开孔率为30%~50,%，孔隙为15~35nm，其中各组分配比按重量份为：

磷矿粉：90~100份，