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一种含有效磷元素土壤调理剂及其制造方法

阅读:774发布:2020-05-23

专利汇可以提供一种含有效磷元素土壤调理剂及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种含有效磷元素的 土壤 调理剂,它的成分及其含量指标如下:pH,10~12,P2O5≥4%,CaO+MgO≥40%,SiO2≥20%;细度:过60目; 水 分≤2%;Cd≤2mg/kg;Hg≤2mg/kg;As≤5mg/kg;Pb≤30mg/kg;Cr≤50mg/kg。所述土壤调理剂的制造方法包括如下步骤:化学全分析、预均化、 破碎 、均化、配料、粉磨、烧成、复配、均化,检验 包装 入库即为成品。本 发明 解决了 磷酸 盐 和 硅 酸盐的产物和晶形的问题,β–C2S和f–CaO;f–MgO的协同作用使得磷酸 钙 失去胶凝的可能,从而实现了P2O5的高效利用和解决了施磷肥土壤板结的难题。,下面是一种含有效磷元素土壤调理剂及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种含有效磷元素的土壤调理剂,其特征是:所述土壤调理剂的成分及其含量指标如下:
项目      指标
pH         10 12,
~
P2O5       ≥4% ,
CaO+MgO ≥40%,
SiO2      ≥20% ;
细度     过60目 ;
分      ≤ 2%;
Cd ≤2mg/kg;
Hg     ≤2mg/kg;
As ≤5mg/kg;
Pb ≤30mg/kg;
Cr ≤50mg/kg。
2.一种如权利要求1所述含有效磷元素的土壤调理剂的制造方法,其特征是:该方法包括如下步骤:
、化学全分析:检验原料的有效成分含量及其金属含量是否符合农业部土壤肥料标准;
a、磷质原料:含磷灰石磷酸盐、磷酸、单质磷,
主要分析其:P2O5、Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As;
b、石灰质原料:含以、碳酸镁为主要成分的原材料如石灰石、大理石、白石、白垩、泥灰岩,
主要分析其:CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、Hg、As;
c、质原料:含以化硅为主要成分的硅石、砂岩、粘土、硅灰石、蛇纹石、海泡石、硅藻泥、长石
主要检测: Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属,Cd、Cr、Hg、Pb、As;
d、燃料:主要以燃为主,但具备良好的燃油、燃气、电更佳。
3.当采用燃煤时;
主要检测:发热量、含硫量、灰分中的Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属,Cd、Cr、Hg、Pb、As;
、预均化,将符合标准的磷质、石灰质、硅质、燃料预均化,使其有效成分的波动不超过2.0%,同时还必须确定各种原料有一个合理的储存量以防其化学成分的波动,为生产合格的土壤调理剂夯实基础
4.严防其化学成分及水分等理化指标波动;
破碎:将经过预均化合格的原材料进行破碎,根据原材料进厂的度,一般设置二级破碎即可,一般地经过破碎后的矿物原料控制在小于5cm,然后将物料送入原料均化库;
、均化:根据原材料的波动情况,采用机械倒库或多库搭配的方式,使得原材料的有效成分的波动严格控制在0.5%以内,合格率100%;
、配料:为了简明扼要的说明问题,暂定磷质原料,其含磷量(P2O5)在14%~30%;石灰质原料其含钙、镁(CaO、MgO)含量在45%~55%;硅质原料其含硅量(SiO2)在70%~95%;煤的发热量25000kj/kg,但均不排除使用含量更低或更高的各种原料, 由此可得:磷质原料:30~
50%,石灰质原料:28 40%, 硅质原料:22 30%;
~ ~
、粉磨:将上述磷质、石灰质、硅质原料根据测土配方及各种农作物按配比精准配料,然后送入粉磨设备至过0.02mm方孔筛,0.08mm方孔筛,筛余量不大于5%,制备成生料,将生料送入生料库进一步均化(机械倒库或空气搅拌)使得配料偏差:P2O5、CaO+MgO、SiO2均不得大于0.2%,确保其合格生料的储量能满足《工矿企业产品工艺质量管理规程》,当采用煤煅烧时,将煤用煤磨粉磨成过180目煤粉待用;
、烧成:将合格的生料输送入五级悬浮窑外分解窑煅烧,其烧成温度控制在1150℃~
1250℃,烧成时间控制在30 80分钟,确保烧成的熟料液相量不大30%,孔隙率不少于50%,比~
重不超过1.0g/cm3,然后送入熟料库冷却备用;
、复配:经过测土配方和种植农作物物品种的要求,在确保P2O5不少于4%时(农肥标准),可添加含氮、复合肥或土壤调理剂及其多种中微量元素,典型的如Si、Ca、Mg、Zn、Mo、B、Se成为各种功能性含磷多元中微量元素复合肥或土壤调理剂;
、粉磨均化:将复配料输送至粉磨设备其细度控制在过60目,然后送入均化包装库待检;
、检验包装入库:根据土肥登记的标准和企业标准,检验其pH、P2O5、CaO+MgO、SiO2、细度、水分及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As的含量,当各项指标均符合企业标准时将其包装入库,即为含有效磷元素的土壤调理剂成品。
5.根据权利要求2所述含有效磷元素的土壤调理剂的制造方法,其特征是:所述步骤配料,是根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用高磷配方,为复配调配多种品种奠定基础,设7.5%≤P2O5≤25%,则磷质原料:50%,石灰质原料:28% 硅质原料:22%,其余步骤与权利要求2的步骤相同。
6.根据权利要求2所述含有效磷元素的土壤调理剂的制造方法,其特征是:所述步骤配料,是根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用低磷配方,4%≤P2O5≤9%,
磷质原料:30%,灰质原料:40%, 硅质原料:30%;其余步骤与权利要求2的步骤相同。
7.根据权利要求2所述含有效磷元素的土壤调理剂的制造方法,其特征是:所述步骤配料,是根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用中磷配方,为复配调配多种品种奠定基础,5.5%≤P2O5≤17%,磷质原料40%,石灰质原料35%,硅质原料25%;其余步骤与权利要求2的步骤相同。

说明书全文

一种含有效磷元素土壤调理剂及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明公开了一种含有效磷元素土壤调理剂及其制造方法,属农业肥料领域。

背景技术

[0002] 有效磷是农作物赖以生存的三大元素之一,矿物磷肥的发明应用为近一百多年农业的增产增收发挥了显著的作用,但是近十几年来人们发现长期连年施用磷肥增产的幅度已非常有限,而且还给土壤造成的板结已非常明显,应当指出,磷矿石均伴生着氟,当生产磷肥时所溢出的氟气不仅给从业工人带来了巨大的职业病险(在氟超标的环境中工作极易造成不可逆转的骨质疏松),而且还破坏了保护人们赖以生存的臭层(此固氟技术方案另申请)因此,寻求活化磷、替代磷、安全产磷、用磷的问题是人们迫切需要解决的课题。

发明内容

[0003] 为解决有效磷元素生产使用过程中的问题,同时还要兼顾改良修复障碍土壤,特别是还要钝化螯合输入性重金属污染及其土壤酸化所造成的有害重金属活化给农产品安全带来的潜在风险,本发明的目的在于提供一种含有效磷元素的土壤调理剂及其制造方法,使制造出的土壤调理剂不仅能给农作物补充大量元素有效磷,中量元素镁,还能活化板结土壤,校正土壤的酸度,钝化螯合“镉、铬、砷、汞、铅”等有害重金属,从而达到修复障碍土壤、生产出安全农产品的目的。
[0004] 为解决其技术问题,本发明采用的技术方案是先将符合土壤肥料标准(重金属含量不得超标)的磷质原料(磷灰石等含磷原材料)、石灰质原材料、硅质原材料、燃料预均化,使其化学成分分相对稳定,然后经过破碎(小于5cm为宜)进入原料储库进一步均化,使得其化学成分的波动不得超过0.5%,随后配料、粉磨、煅烧、复配、粉磨、检验、造粒包装、入库。便制造成了一种含有效磷元素的土壤调理剂,其生产方法包括如下步骤:1、化学全分析,主要检验其有效成分含量及其金属含量是否符合农业部土壤肥料标准:
a、磷质原料:含磷灰石、磷酸盐、磷酸、单质磷,
主要分析其:P2O5、Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As;
b、石灰质原料:含以酸钙、碳酸镁为主要成分的原材料如石灰石、大理石、白石、白垩、泥灰岩;
主要分析其:CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、Hg、As;
c、硅质原料:含以二氧化硅为主要成分的硅石、砂岩、粘土、硅灰石、蛇纹石、海泡石、硅藻泥、长石
主要检测: Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属,Cd、Cr、Hg、Pb、As;
d、燃料:主要以燃为主,但具备良好的燃油、燃气、电更佳。当采用燃煤时;
主要检测:发热量、含硫量、灰分中的Fe2O3、CaO、MgO、SiO2、Al2O3及重金属,Cd、Cr、Hg、Pb、As;
2、预均化:将符合标准的磷质、石灰质、硅质、燃料预均化,使其有效成分的波动不超过
2.0%,同时还必须确定各种原料有一个合理的储存量以防其化学成分的波动,为生产合格的土壤调理剂夯实基础。严防其化学成分及水分等理化指标波动;
3、破碎:将经过预均化合格的原材料进行破碎,根据原材料进厂的度,一般设置二级破碎即可,一般地经过破碎后的矿物原料控制在小于5cm(当然能通过1cm对进一步均化和粉磨更佳,视其原材料的水分、易磨系数、工艺设备作出最佳选择),然后将物料送入原料均化库;
4、均化:根据原材料的波动情况,采用机械倒库或多库搭配的方式,使得原材料的有效成分的波动严格控制在0.5%以内,合格率100%;
5、配料:为了简明扼要的说明问题,暂定磷质原料,其含磷量(P2O5)在14%~30%;石灰质原料其含钙、镁(CaO、MgO)量在45% 55%;硅质原料其含硅量(SiO2)在70% 95%;煤的发热量~ ~
25000kj/kg,但均不排除使用含量更低或更高的各种原料,由此可得:磷质原料:30 50%,石~
灰质原料:28 40%,硅质原料:22 30%;
~ ~
6、粉磨:将上述磷质、石灰质、硅质原料根据测土配方及各种农作物按配比精准配料,然后送入粉磨设备至过0.02mm方孔筛,0.08mm方孔筛,筛余量不大于5%,制备成生料,将生料送入生料库进一步均化(机械倒库或空气搅拌)使得配料偏差:P2O5、CaO+MgO、SiO2均不得大于0.2%,确保其合格生料的储量能满足《工矿企业产品工艺质量管理规程》,当采用煤煅烧时,将煤用煤磨粉磨成过180目煤粉待用;
7、烧成:将合格的生料输送入五级悬浮窑外分解窑煅烧,其烧成温度控制在1150℃~
1250℃,烧成时间控制在30 80分钟,确保烧成的熟料液相量不大30%,孔隙率不少于50%,比~
重不超过1.0g/cm3,然后送入熟料库冷却备用;
8、复配:经过测土配方和种植农作物物品种的要求,在确保P2O5不少于4%时(农肥标准),可添加含氮、复合肥或土壤调理剂及其多种中微量元素,典型的如Si、Ca、Mg、Zn、Mo、B、Se成为各种功能性含磷多元中微量元素复合肥或土壤调理剂;
9、粉磨:将复配料输送至粉磨设备其细度控制在过60目,然后送入均化包装库待检;
10、检验:根据土肥登记的标准和企业标准,检验其pH、P2O5、CaO+MgO、SiO2、细度、水分及重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As的含量,当各项指标均符合企业标准时包装入库,即为含有效磷元素土壤调理剂成品。
[0005] 所述含有效磷元素土壤调理剂的成分及其含量指标如下: 项目     指标
pH        10 12,
~
 P2O5      ≥4%,
CaO+MgO ≥40%,
SiO2      ≥20% ,
细度     过60目,
水分     ≤ 2%,
Cd ≤2mg/kg,
Hg     ≤2mg/kg,
As ≤5mg/kg,
Pb ≤30mg/kg,
Cr ≤50mg/kg 。
[0006] 与现有技术相比,本发明有如下实质特点和显著的进步:一、控制其温度和烧成曲线,解决了磷酸盐和硅酸盐的产物和晶形的问题,β–C2S和f–CaO; f–MgO的协同作用使得磷酸钙失去胶凝的可能,从而实现了 P2O5的高效利用和解决了施磷肥土壤板结的难题。
[0007] 二、硅质原料的引入及其活化使得本产品含有可溶性的、多孔的具有可交换性的硅,它在土壤中不仅能活化磷,而且还可替代部分磷的作用。
[0008] 三、硅酸盐和磷酸盐二元协同作用在钝化螯合重金属及给农产品增产提质效果显著,长期使用经济安全。
[0009] 四、各种原材料组分的设计依据:1、磷质原料的含量30 50,优选地为35 45,当磷质原料多于50时,因引入的石灰质原~ ~
料、硅质原料减少,从而导致f–CaO、f–MgO及硅酸盐减少,使得不足以抑制磷酸钙的胶凝性和对重金属的钝化螯合作用,当磷质原料少于30时,导致最终产品的P2O5含量低于4%,不符合农业部土肥产品的标准;
2、石灰质原料的含量28 40,优选地为30 38,当石灰质原料多于40时,过多的f–CaO会~ ~
导致产品的pH值高于12,同时高钙固相反应也会使得磷酸钙和硅酸钙的生成量增加,从而造成产品最终具有更强的胶凝性,使用本产品后土壤板结的风险增加;当石灰质原料的含量小于28时,使得生成硅酸盐的量小,导致活性硅生成量锐减,产品钝化螯合的作用及替磷作用弱化,其中f–CaO的减少使得pH值偏低,从而不利于中和酸性土壤中的酸性介质;
3、硅质原料的含量22 30,优选地24 28,当硅质原料高于30时,原料中没有足够的钙、~ ~
镁生成硅酸盐,游离二氧化硅对障碍性土壤的修复没有积极贡献,更谈不上活磷,当硅质原料少于 22时,原料中过多的钙、镁未参与生成硅酸盐,使得产品中含有过多的f–CaO; f–MgO,从而导致产品的pH值过高,而造成对土壤生物、酶的伤害。

具体实施方式

[0010] 下面结合实施例对本发明进一步说明:实施例一:一种含有效磷元素土壤调理剂的制造方法,它包括以下步骤:
1、化学全析:分别检测磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤的发热量及其灰分的P2O5、CaO、MgO、SiO2、Fe2O3、Al2O3重金属Cd、Cr、Hg、Pb、As的含量;
2、预均化:经检测将符合标准的磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤进场预均化,使其各种化学成分及其水分相对稳定,其中主要有效成分的波动不得超过2.0%;
3、破碎:将经过预均化检验合格的各种原料破碎至5cm以下,然后输送至原料均化库;
4、均化:将原料均化库内各种原材料分别采用机械倒库或多库搭配的方式使其原材料的有效成分的波动不超过0.5%,合格率100%;
5、配料:根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用高磷配方,为复配调配多种品种奠定基础,设7.5%≤P2O5≤25%,则磷质原料:50%,石灰质原料:
28% ,硅质原料:22%;
6、粉磨:将配料后所得的物料进行粉磨,其细度过0.02mm方孔筛、0.08mm方孔筛筛余量不大于5%,然后输送至生料库进一步均化(采用机械搅拌或空气搅拌、机械倒库均可)。当P2O5、CaO+MgO、SiO2的配料偏差均不大于0.2时,将合格的生料送入烧成伺服仓;
7、烧成:采用五级悬浮预热窑外分解窑1150℃ 1250℃烧成,烧成时间控制在30 80分~ ~
钟,确保熟料液相量不大于30%,孔隙率不少于50%,比重不超过1.0g/cm3,然后送熟料库冷却备用;
8、复配:经测土配方结合所种植作物的品种对有效成分的要求在确保P2O5不小于4%时可以添加含氮、钾复合肥或Ca、Mg、Si、Zn、B、Mo、Se多种微量元素,制造成各种用途的功能性含磷土壤调理剂;
9、粉磨:将复配后的物料输送至粉磨车间,其细度过60目,然后送入均化包装待检;
10、检验:经检验
pH 10 12;P2O5≥4%;CaO+MgO≥40%;
~
SiO2≥20%,细度过60目;
水分≤2%;Cd≤2mg/kg;Hg≤2mg/kg;As≤5mg/kg ;
Pb≤30mg/kg;Cr≤50mg/kg ,
即可造粒包装或直接包装(粉料)成含有效磷元素土壤调理剂的成品。
[0011] 实施例二:含有效磷元素土壤调理剂的制造方法,它包括以下步骤: 1、化学全析:分别检测磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤的发热量及其灰分的P2O5、CaO、
MgO、SiO2、Fe2O3、Al2O3重金属
Cd、Cr、Hg、Pb、As的含量;
2、预均化:经检测将符合标准的磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤进场预均化,使其各种化学成分及其水分相对稳定,其中主要有效成分的波动不得超过2.0%;
3、破碎:将经过预均化检验合格的各种原料破碎至5cm以下,然后输送至原料均化库;
4、均化:将原料均化库内各种原材料分别采用机械倒库或多库搭配的方式使其原材料的有效成分的波动不超过0.5%,合格率100%;
5、配料:根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用低磷配方,4%≤P2O5≤9%,
磷质原料:30%,灰质原料:40%,硅质原料:30%;
6、粉磨:将配料后所得的物料进行粉磨,其细度过0.02mm方孔筛、0.08mm方孔筛筛余量不大于5%,然后输送至生料库进一步均化(采用机械搅拌或空气搅拌、机械倒库均可)。当P2O5、CaO+MgO、SiO2的配料偏差均不大于0.2%时,将合格的生料送入烧成伺服仓;
7、烧成:采用五级悬浮预热窑外分解窑1150℃ 1250℃烧成,烧成时间控制在30 80分~ ~
3
钟,确保熟料液相量不大于30%,孔隙率不少于50%,比重不超过1.0g/cm ,然后送熟料库冷却备用;
8、复配:经测土配方结合所种植作物的品种对有效成分的要求在确保P2O5不小于4%时可以加含氮、钾的复合肥及Ca、Mg、Si、Zn、Mo、B、Se多种中微量元素制造成各种用途的功能性含磷土壤调理剂;
9、粉磨:将复配后的物料输送至粉磨车间,其细度过60目,然后送入均化包装待检;
10、检验:经检
pH 10 12, P2O5 ≥4%,CaO+MgO≥40%;,
~
SiO2≥20%,细度过60目,水分≤2%,Cd≤2mg/kg,
Hg≤2mg/kg ,As≤5mg/kg,Pb≤30mg/kg, Cr≤50mg/kg,
即可造粒包装或直接包装(粉料)成含有效磷元素土壤调理剂的成品。
[0012] 实施例三:含有效磷元素土壤调理剂的制造方法,它包括以下步骤:1、化学全析:分别检测磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤的发热量及其灰分的P2O5、CaO、
MgO、SiO2、Fe2O3、Al2O3重金属
Cd、Cr、Hg、Pb、As的含量;
2、预均化:经检测将符合标准的磷质原料、石灰质原料、硅质原料、煤进场预均化,使其各种化学成分及其水分相对稳定,其中主要有效成分的波动不得超过2.0%;
3、破碎:将经过预均化检验合格的各种原料破碎至5cm以下,然后输送至原料均化库;
4、均化:将原料均化库内各种原材料分别采用机械倒库或多库搭配的方式使其原材料的有效成分的波动不超过0.5%,合格率100%;
5、配料:根据原材料的检测结果,综合测土及所种植的农作物调整其配方,以下采用中磷配方,为复配调配多种品种奠定基础,5.5%≤P2O5≤17%,磷质原料40%,石灰质原料35%,硅质原料25%;
6、粉磨:将配料后所得的物料进行粉磨,其细度过0.02方孔筛、0.08方孔筛筛余量不大于5%,然后输送至生料库进一步均化(采用机械搅拌或空气搅拌、机械倒库可),当P2O5、CaO+MgO、SiO2的配料偏差均不大于0.2%时,将合格的生料送入烧成伺服仓;
7、烧成:采用五级悬浮预热窑外分解窑1150℃ 1250℃烧成,烧成时间控制在30 80分~ ~
钟,确保熟料液相量不大于30%,孔隙率不少于50%,比重不超过1.0g/cm3,然后送熟料库冷却备用;
8、复配:经测土配方结合所种植作物的品种对有效成分的要求在确保P2O5不小于4%时可以添加含氮、钾的肥料或复合肥,及Ca、Mg、Si、Zn、Mo、B、Se多种中微量元素制造成各种用途的功能性含磷土壤调理剂;
9、粉磨:将复配后的物料输送至粉磨车间,其细度过60目,然后送入均化包装待检;
10、检验:经检验
pH10~12; P2O5≥4%;CaO+MgO≥40%;SiO2≥20%;
细度过60目;水分≤2%;Cd≤2mg/kg;Hg≤2mg/kg;
As≤5mg/kg;Pb≤30mg/kg;Cr≤50mg/kg ;
即可造粒包装或直接包装(粉料)成含有效磷元素土壤调理剂的成品。
[0013] 上述仅为本发明的三个具体实施例,但本发明的设计构思不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动或置换,均属于侵犯本发明保护范围的行为。
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