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一种利用磷矿渣制备含钙磷肥的方法与流程

2021-01-30 20:01:19|176|起点商标网
本发明属于废弃资源回收
技术领域:
,尤其涉及一种利用磷矿渣制备磷肥的方法。
背景技术:
:磷矿渣是电炉法生产黄磷时所排放的一种工业废渣,白色粉末,其主要成分为硅酸钙,含有重金属元素镉、氟等物质。我国年产磷矿渣800万吨左右,除了少量应用于建筑掺和料外,尚没有对磷矿渣有合理的处理方法,大量的磷矿渣主要是堆积在厂区或镉是危害植物生长的有毒元素,镉对作物的危害,在较低浓度时,虽在外观上无明显的症状,但通过食物链可危及人类健康。当土壤镉浓度高到一定含量时,不仅能在植物体内残留,而且也会对植物的生长发育产生明显的危害。所以解决废弃的磷矿渣不仅有助于环境资源的保护还能节约资源,为磷矿渣的综合利用找出了新的途径。磷矿渣回收利用主要集中在建筑材料
技术领域:
,在肥料领域方面的研究比较少。目前磷矿渣是直接用作肥料,磷矿渣的营养元素利用率,磷矿渣的重金属元素等有害物质未去除,不仅污染了土壤,也会增加作物中的有害物质。如申请号为cn201510988422.9的专利公开了一种有机无机复混肥及其制备方法,将有机质、枯草芽孢杆菌在常温下混合均匀后,堆积成高度为60-70cm的肥堆,进行一阶段发酵处理,再加入酵素菌,并堆积成高度为1-1.5m的肥堆,进行二阶段发酵处理,获得发酵肥;将含钾岩石、磷矿渣共同置于温度为500-800℃下煅烧1-2h后,降温至70-80℃时,加入腐植酸不断搅拌至温度为常温,得混合物料;将发酵肥、混合物料、脲甲醛混合均匀,并加热至50-60℃后,送入造粒机,同时向造粒机中喷入淀粉溶液,将造粒所得的颗粒进行干燥,得有机无机复混肥;本发明工艺流程短、工艺简单、无污染、成本低、肥效好、肥效稳定。该专利是将磷矿渣高温煅烧后作肥料使用,磷矿渣的营养成分利用率仍然较低,磷矿渣中的有害物质也未能去除。如申请号为202010325809.7的专利公开了一种冶金钢渣材料制肥料的方法,将冶金钢渣制成微粉(也可加入一定比例的水),在压力容器中加压,加温到一定时间及一定压力,瞬间放压,由于外界压强迅速下降,使其固体微料在压力差中产生结构改性、膨化,使钢渣粉膨胀(与制作爆米花原理相似)其易溶于水,使植物吸收其化学磷,钾,钙,硅等元素,尽可能使其健康发育的一种新型长效肥料。该专利是将磷矿渣经高温膨化处理后作为肥料,磷矿渣的营养成分利用率仍然较低,磷矿渣中的有害物质也未能去除。技术实现要素:为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供了一种利用磷矿渣制备磷肥的方法,具体是通过以下技术方案实现的。一种磷矿渣制备含钙磷肥的方法,包括以下制备步骤:(1)微生物分解:将磷矿渣粉碎,向磷矿渣粉中加入水制成浓度1.5-2g/l的磷矿渣浆,并盐酸调节其ph为5-5.5;然后向磷矿渣浆中加入微生物分解菌1,分解处理,灭菌,得到分解磷矿渣粉;(2)重金素浸出:将分解磷矿渣粉找500-600℃下煅烧处理50-60min,制得煅烧物;将煅烧物加入强酸溶液中处理后,过滤,冲洗,得到强酸浸出液和浸渣;将浸渣加到醋酸缓冲液中处理,过滤,制得缓冲浸出液和二次浸出渣;(3)浸出液处理:将强酸浸出液和缓冲浸出液,加入碳酸氢钾调节ph值为5.5-6,制得混合浸出液;向混合浸出液中加入微生物降解菌2,降解处理,灭菌,采用0.45-0.5um的滤膜过滤,制得磷矿渣营养液;(4)二次浸出渣处理:将二次浸出渣放到表面活性剂溶液中处理,改性处理后,得到改性滤渣;(5)复合处理:向磷矿渣营养液中加入改性滤渣和其质量6-10%的羧甲基壳聚糖混合,在50-60℃下处理30-40min,送入造粒机中造粒,制得含钙磷肥。优选地,所述微生物分解菌1为地衣芽孢杆菌、曲霉菌的混合菌和硅藻液,地衣芽孢杆菌的浓度为2-5×108cfu/ml,曲霉菌的浓度为1-4×104cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.1-0.3%。优选地,所述步骤(1),分解处理的条件为:温度30℃-35℃,时间6-7d。优选地,所述强酸浸出液由30%的盐酸溶液和50%的硫酸溶液按2:1的质量比,处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理12-15h。优选地,所述醋酸缓冲液为ph=5的醋酸-醋酸钠缓冲液;处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理8-10h。优选地,所述微生物降解菌2为铜绿假单胞菌、氧化硫硫杆菌的混合菌液,铜绿假单胞菌的浓度为2-5×108cfu/ml,氧化硫硫杆菌的浓度为1-4×106cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.1-0.15%。优选地,所述步骤(2),降解处理的条件为:温度25℃-30℃,时间3-4d。优选地,所述步骤(4),表面活性剂溶液为浓度5-8%的十二烷基硫酸钠水溶液;改性处理是在30-35℃在改性处理40-50min。本发明的有益效果在于:本发明先利用微生物分解菌1对磷矿渣粉进行处理,能有效破坏磷矿渣的紧密结构,使其中的养分分接解出来;然后采用煅烧进一步处理,能完全破坏磷矿渣的结构,促使其中的养分释放出来。本发明采用强酸溶液、醋酸缓冲液对煅烧后的磷矿渣进行处理,能有效浸出的重金属离子以及部分营养元素;而后采用微生物降解菌2对浸出液进行处理,能促进浸出液的重金素转化,促进浸出液的重金素离子能吸附去除。本发明将浸出渣经改性处理后添加到脱除中重金属的营养液,能将营养液中的部分离子吸附在改性滤渣表面,使其在使用时缓慢解吸释放,同时加入羧甲基壳聚糖进行处理,能将未吸附的营养离子包埋在羧甲基壳聚糖中而具有良好的稳定性。本发明提供的磷矿渣制备含钙磷肥的方法,能去除磷矿渣中的重金素离子,使磷矿渣的营养元素充分溶解释放出来,降低了磷矿渣肥的危害性,提高了其中营养元素的利用率;而且所制得的含钙磷肥具有良好的稳定性。具体实施方式下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1一种磷矿渣制备含钙磷肥的方法,包括以下制备步骤:(1)微生物分解:将磷矿渣粉碎,向磷矿渣粉中加入水制成浓度1.5g/l的磷矿渣浆,并盐酸调节其ph为5-5.5;然后向磷矿渣浆中加入微生物分解菌1,在30℃-35℃下处理6d,灭菌,得到分解磷矿渣粉;所述微生物分解菌1为地衣芽孢杆菌、曲霉菌的混合菌和硅藻液,地衣芽孢杆菌的浓度为2-5×108cfu/ml,曲霉菌的浓度为1-4×104cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.3%;(2)重金素浸出:将分解磷矿渣粉找500-600℃下煅烧处理50min,制得煅烧物;将煅烧物加入强酸溶液中处理后,过滤,冲洗,得到强酸浸出液和浸渣;将浸渣加到醋酸缓冲液中处理,过滤,制得缓冲浸出液和二次浸出渣;所述强酸浸出液由30%的盐酸溶液和50%的硫酸溶液按2:1的质量比,处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理12h;所述醋酸缓冲液为ph=5的醋酸-醋酸钠缓冲液;处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理8h;(3)浸出液处理:将强酸浸出液和缓冲浸出液,加入碳酸氢钾调节ph值为5.5-6,制得混合浸出液;向混合浸出液中加入微生物降解菌2,在25℃-30℃下处理3d,灭菌,采用0.45-0.5um的滤膜过滤,制得磷矿渣营养液;所述微生物降解菌2为铜绿假单胞菌、氧化硫硫杆菌的混合菌液,铜绿假单胞菌的浓度为2-5×108cfu/ml,氧化硫硫杆菌的浓度为1-4×106cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.15%;(4)二次浸出渣处理:将二次浸出渣放到表面活性剂溶液中处理,在30-35℃在改性处理40min,得到改性滤渣;表面活性剂溶液为浓度8%的十二烷基硫酸钠水溶液;(5)复合处理:向磷矿渣营养液中加入改性滤渣和其质量6%的羧甲基壳聚糖混合,在50-60℃下处理40min,送入造粒机中造粒,制得含钙磷肥。实施例2一种磷矿渣制备含钙磷肥的方法,包括以下制备步骤:(1)微生物分解:将磷矿渣粉碎,向磷矿渣粉中加入水制成浓度1.8g/l的磷矿渣浆,并盐酸调节其ph为5-5.5;然后向磷矿渣浆中加入微生物分解菌1,在30℃-35℃下处理7d,灭菌,得到分解磷矿渣粉;所述微生物分解菌1为地衣芽孢杆菌、曲霉菌的混合菌和硅藻液,地衣芽孢杆菌的浓度为2-5×108cfu/ml,曲霉菌的浓度为1-4×104cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.1%;(2)重金素浸出:将分解磷矿渣粉找500-600℃下煅烧处理60min,制得煅烧物;将煅烧物加入强酸溶液中处理后,过滤,冲洗,得到强酸浸出液和浸渣;将浸渣加到醋酸缓冲液中处理,过滤,制得缓冲浸出液和二次浸出渣;所述强酸浸出液由30%的盐酸溶液和50%的硫酸溶液按2:1的质量比,处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理14h;所述醋酸缓冲液为ph=5的醋酸-醋酸钠缓冲液;处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理9h;(3)浸出液处理:将强酸浸出液和缓冲浸出液,加入碳酸氢钾调节ph值为5.5-6,制得混合浸出液;向混合浸出液中加入微生物降解菌2,在25℃-30℃下处理4d,灭菌,采用0.45-0.5um的滤膜过滤,制得磷矿渣营养液;所述微生物降解菌2为铜绿假单胞菌、氧化硫硫杆菌的混合菌液,铜绿假单胞菌的浓度为2-5×108cfu/ml,氧化硫硫杆菌的浓度为1-4×106cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.1%;(4)二次浸出渣处理:将二次浸出渣放到表面活性剂溶液中处理,在30-35℃在改性处理45min,得到改性滤渣;表面活性剂溶液为浓度8%的十二烷基硫酸钠水溶液;(5)复合处理:向磷矿渣营养液中加入改性滤渣和其质量8%的羧甲基壳聚糖混合,在50-60℃下处理36min,送入造粒机中造粒,制得含钙磷肥。实施例3一种磷矿渣制备含钙磷肥的方法,包括以下制备步骤:(1)微生物分解:将磷矿渣粉碎,向磷矿渣粉中加入水制成浓度2g/l的磷矿渣浆,并盐酸调节其ph为5-5.5;然后向磷矿渣浆中加入微生物分解菌1,在30℃-35℃下处理7d,灭菌,得到分解磷矿渣粉;所述微生物分解菌1为地衣芽孢杆菌、曲霉菌的混合菌和硅藻液,地衣芽孢杆菌的浓度为2-5×108cfu/ml,曲霉菌的浓度为1-4×104cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.12%;(2)重金素浸出:将分解磷矿渣粉找500-600℃下煅烧处理60min,制得煅烧物;将煅烧物加入强酸溶液中处理后,过滤,冲洗,得到强酸浸出液和浸渣;将浸渣加到醋酸缓冲液中处理,过滤,制得缓冲浸出液和二次浸出渣;所述强酸浸出液由30%的盐酸溶液和50%的硫酸溶液按2:1的质量比,处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理15h;所述醋酸缓冲液为ph=5的醋酸-醋酸钠缓冲液;处理过程为:以30-40r/min的转速搅拌处理10h;(3)浸出液处理:将强酸浸出液和缓冲浸出液,加入碳酸氢钾调节ph值为5.5-6,制得混合浸出液;向混合浸出液中加入微生物降解菌2,在25℃-30℃下处理4d,灭菌,采用0.45-0.5um的滤膜过滤,制得磷矿渣营养液;所述微生物降解菌2为铜绿假单胞菌、氧化硫硫杆菌的混合菌液,铜绿假单胞菌的浓度为2-5×108cfu/ml,氧化硫硫杆菌的浓度为1-4×106cfu/ml;微生物分解菌1的添加为磷矿渣浆质量的0.12%;(4)二次浸出渣处理:将二次浸出渣放到表面活性剂溶液中处理,在30-35℃在改性处理50min,得到改性滤渣;表面活性剂溶液为浓度5%的十二烷基硫酸钠水溶液;(5)复合处理:向磷矿渣营养液中加入改性滤渣和其质量6%的羧甲基壳聚糖混合,在50-60℃下处理40min,送入造粒机中造粒,制得含钙磷肥。对比例1对比例1与实施例1的区别在于没有重金素浸出处理过程,是直接将分解磷矿渣粉煅烧制成。实验例1取实施例1-实施例3、对比例1制备的含钙磷肥,以未经处理的磷矿渣以及高温煅烧的磷矿渣粉分别作为对照组2、对照组1。在榨菜(品种:永安小叶)种植田进行肥效实验,根据试验田土壤肥力走向划分试验小区,每个小区的面积为1/4亩,分别采用实施例1-3制备的含钙磷肥和对照组1、对照组2的磷矿渣粉进行实验,在榨菜成活期和膨大期分别分别追施1次配方肥(含钙磷肥、磷矿渣粉),其他栽培和管理条件保持一致,每个处理设2催重复。统计不同磷矿渣肥对榨菜产量的影响,如表1所示。表1不同磷矿渣肥对榨菜产量的影响实施例1实施例2实施例3对比例1对照组1对照组2产量(kg/亩)301230183009275126672537较对照组2增产18.72%18.96%18.60%8.55&5.12%——在此有必要指出的是,以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解,不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定,本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造,仍然属于本发明的保护范畴。当前第1页1 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