專利名稱：：用硫磷鋁鍶礦礦石制備磷肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及磷肥的制備領(lǐng)域，特別是從磷礦石直接制備磷肥的方法。位于四川省什邡縣和綿竹縣境內(nèi)的硫磷鋁鍶礦，礦層賦存于上泥盆統(tǒng)沙窩子組，礦床獨特，國內(nèi)少見。礦石成份復(fù)雜，是一種含硫、鍶和稀土等的鋁磷酸鹽，它既不同于世界上已知的磷酸鹽礦，又不同于磷酸鈣鋁型礦床。該礦床儲量巨大且礦層直接覆蓋在磷塊巖礦層之上，自1958年發(fā)現(xiàn)以來，未能得到合理利用，而成為“呆礦”。這不僅影響該資源的開發(fā)利用，又影響其下伏的磷塊鹽的開發(fā)部署。多年來其開發(fā)利用一直是個重要的研究課體，為此，許多研究者先后進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了一些成果，但仍未取得突破性進(jìn)展，即用它為原料生產(chǎn)出相應(yīng)的合格磷肥的方法。CN89104132.X公開了一種用硫磷鋁鍶礦生產(chǎn)磷肥的方法，他們宣稱將礦石破碎到一定粒度后，在700～800℃下煅燒1小時，然后自然冷卻后研磨成60～80目即為磷肥產(chǎn)品，此時礦石中磷的有效轉(zhuǎn)化率可達(dá)70～80%，則能制成有效磷(P2O5)≥12%的磷肥。但理論分析以及前人和我們的多年實踐表明，這是難以實現(xiàn)的，對該礦石，在中低溫(700～800℃)下煅燒，煅燒后自然冷卻的產(chǎn)物，由于新生的礦物晶格不能固定，產(chǎn)物中有效磷(P2O5)含量一般只有5～6%，則礦石中磷的有效轉(zhuǎn)化率＜40%，它雖有一定肥效，但不是合格的磷肥?？磥恚珻N89104132，X所提供的偏高數(shù)據(jù)是由于其所采用的分析方法不標(biāo)準(zhǔn)和轉(zhuǎn)化率計算上的錯誤造成的。本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種以硫磷鋁鍶礦礦石為原料制備合格磷肥的方法。本發(fā)明所述的用硫磷鋁鍶礦礦石生產(chǎn)磷肥的方法，包括四步工序礦石的破碎、破碎后礦石的焙燒、焙燒后礦石的驟冷和驟冷后物料的干燥和研磨，其特征在于破碎后礦石的粒度為1～5cm，最佳粒度為2～3cm;焙燒溫度為900～1150℃，最佳焙燒溫度為1000～1100℃;焙燒時間為40～60分鐘，驟冷條件為焙燒后的物料應(yīng)在1分鐘內(nèi)由＞800℃冷至＜400℃，驟冷可采用水淬的方式進(jìn)行;驟冷后的物料經(jīng)干燥后研磨到-80目即為磷肥產(chǎn)品。本發(fā)明所述的硫磷鋁鍶礦石為三方晶系，并多呈隱晶膠狀結(jié)構(gòu)，屬沉積形成。礦石中P2O5平均品位為15～23%，典型礦石中常量元素的分析結(jié)果如下表1礦石組成，%此外，礦石中還含微量的Cu、B、Fe、Mn、Zn、Mo、Ti等元素。由于礦石組成復(fù)雜，屬多種組分的鋁磷酸鹽類，礦石中鐵、鋁含量高，不能用常規(guī)的生產(chǎn)磷肥的方法進(jìn)行加工處理以制取磷肥。以往的研究表明，雖然通過升溫焙燒可直接制成有一定肥效的產(chǎn)品，但不能制成合格的磷肥。我們采用礦石破碎-焙燒-自然冷卻-研磨工藝，不同焙燒溫度下制得產(chǎn)品的分析結(jié)果如下表2不同焙燒溫度下產(chǎn)品的分析結(jié)果試驗條件礦樣粒度2cm，焙燒時間60分鐘，磷分析方法ZBG21004-87表1說明，礦石經(jīng)焙燒后，促成組份和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使部分磷轉(zhuǎn)成有效磷，但在試驗的焙燒溫度范圍內(nèi)有效磷的轉(zhuǎn)化率都不高，溫度高于900℃后有效磷轉(zhuǎn)化率呈下降趨勢，由此可知采用焙燒-自然冷卻方法是不可能制得有效磷≥12%的磷肥?？紤]到礦石在升溫過程中，雖然組份和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，有利于有效磷的轉(zhuǎn)化，但在自然冷卻過程中，已變化了的結(jié)構(gòu)又發(fā)生可逆的變化，這可能是導(dǎo)致有效磷轉(zhuǎn)化率不高的原因，為此我們做了不同溫度焙燒后驟冷(水淬)的試驗，結(jié)果如下表3焙燒-水淬試驗結(jié)果試驗條件礦樣粒度2cm，焙燒時間60分鐘水淬條件焙燒后立即水淬至＜400℃磷的分析方法ZBG21004-87從表2可以看出采用較高溫度下焙燒后立即水淬的方法可使礦石中磷的有效轉(zhuǎn)化率大大提高，從而可制得合格的磷肥。比較表1和表2可以看出，礦石在相同溫度下焙燒后，自然冷卻和驟冷對其有效磷轉(zhuǎn)化率影響甚大，其原因是驟冷可固定焙燒后形成的晶格結(jié)構(gòu)。焙燒時，礦石粒度過大，不易燒透;過細(xì)，易過燒，一段以1～5cm為宜，且以2～3cm為最佳。焙燒溫度＜800℃，有效磷轉(zhuǎn)化率不高，不能制得合格磷肥(P2O5≥12%)，溫度接近1200℃礦石將熔融，又考慮到熔燒后到水淬時有一定的降溫，故焙燒溫度選900～1150℃為宜且以1000～1100℃為最佳;為確保固定高溫焙燒后形成的晶格結(jié)構(gòu)，熔燒后應(yīng)在盡可能短的時間(＜1分鐘)內(nèi)驟冷到較低溫度(＜400℃)，水淬起始溫度以＞800℃為宜，為符合肥料標(biāo)準(zhǔn)，利于為植物所吸收，驟冷后的產(chǎn)品經(jīng)干燥后應(yīng)研磨至-80目。本發(fā)明所述的磷肥可將礦石置于改進(jìn)后的水泥窯中焙燒制備，由于礦石升溫焙燒是內(nèi)燃式的，采用高溫焙燒(1000～1100℃)與中低溫焙燒(700～800℃)相比，煤耗和電耗并不增加，成本相當(dāng)。因為溫度低時，操作難度較大，燃煤不能得到充分燃燒，有浪費現(xiàn)象。本發(fā)明制得的磷肥的典型分析結(jié)果如下表4磷肥分析結(jié)果，%接表4<>本發(fā)明所制得的磷肥，既不同于酸性普鈣，也不同于偏酸性的鈣鎂磷肥，而是一種中性肥料，它既適用于酸性土壤，也適用于堿性土壤，同時，它屬熱法加工的磷肥，除當(dāng)季肥效明顯外，更具后效長的特點。該肥料等磷量肥效與普鈣相當(dāng)，此外還含有一定量的稀土和微量元素可起微肥的作用，它的研制成功為合理開發(fā)利用硫磷鋁鍶礦開辟了一條新路。本發(fā)明所述的磷肥，曾在北京市房山縣南召鄉(xiāng)作了萬畝小麥大田試驗，經(jīng)北京市農(nóng)科院土肥所負(fù)責(zé)各項指標(biāo)考察，結(jié)果表明，施用該肥后，不僅田間調(diào)查階段就明顯優(yōu)于對照田，并且秋后小麥產(chǎn)量也顯著高于對照田，萬畝小麥平均畝增產(chǎn)超過40kg。此外，在河南、四川等地所作的試驗表明，其對油菜、水稻也有明顯的增產(chǎn)效果，特別是對油菜，除增產(chǎn)外，還有抗倒伏、抗病蟲害的優(yōu)點。本發(fā)明所述的磷肥的制備方法，具有不消耗化學(xué)試劑、工序少、有效磷轉(zhuǎn)化率高、生產(chǎn)成本低、所得產(chǎn)品肥效高等優(yōu)點。在礦石破碎粒度為2～3cm，焙燒時間50分鐘，水淬起始溫度＞800℃，水淬終了溫度＜400℃，水淬降溫時間＜1分鐘，水淬產(chǎn)物干燥后研磨至-80目的條件下，用不同P2O5品位的硫磷鋁鍶礦在不同焙燒溫度下制取磷肥的試驗結(jié)果如下表5較低磷品位硫磷鋁鍶礦礦石制取磷肥的試驗結(jié)果，%注磷的分析方法ZBG21004-87表6較高磷品位硫磷鋁鍶礦礦石制取磷肥的試驗結(jié)果，%</tables>注磷的分析方法ZBG21004-87從表5和表6可以看出，采用本發(fā)明所提供的方法可從硫磷鋁鍶礦礦石生產(chǎn)出P2O5含量＞12%的合格磷肥。權(quán)利要求1.一種從硫磷鋁鍶礦礦石制備磷肥的方法，包括礦石破碎、焙燒和焙燒后物料的研磨，其特征在于a、破碎后礦石的粒度為1～5cm；b、焙燒溫度900～1150℃；c、焙燒時間40～60分鐘；d、焙燒后的物料應(yīng)在1分鐘內(nèi)由＞800℃驟冷到＜400℃；e、驟冷后的物料經(jīng)干燥后研磨到-80目。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷肥的制備方法，其特征在于最佳焙燒溫度為1000～1100℃。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷肥的制備方法，其特征在于最佳礦石粒度為2～3cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷肥的制備方法，其特征在于驟冷可采用水淬的方法進(jìn)行。全文摘要一種用硫磷鋁鍶礦礦石生產(chǎn)磷肥的方法，包括四步工序礦石的破碎、破碎后礦石的焙燒、焙燒后物料的驟冷和驟冷后物料的干燥和研磨。其特征在于焙燒溫度為900～1150℃；焙燒時間40～60分鐘；焙燒后的物料在1分鐘內(nèi)應(yīng)由＞800℃驟冷到＜400℃。本方法不消耗化學(xué)試劑，工序少，成本低，所制得的磷肥是一種中性肥料，既適用于酸性土壤，又適用于堿性土壤，其等磷量肥效與普鈣相當(dāng)，且可起微肥作用，除當(dāng)季肥效明顯外，更具后效長的特點。文檔編號C05B17/00GK1073932SQ91111750公開日1993年7月7日申請日期1991年12月29日優(yōu)先權(quán)日1991年12月29日發(fā)明者梁天佑,阮德榮,黃守英,康立榮,張星月,王佐才,馬殿祥,劉慶麟,邱趾文,曾祥品,王濤,鄔云華,付圣圖申請人:化學(xué)工業(yè)部化學(xué)礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,四川省金河磷礦