一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法与流程

本发明涉及一种制备土壤调理剂的方法，尤其涉及一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，属于土壤调理。

背景技术：

1、随着国内外高浓磷复肥产业快速发展，造成可直接用于湿法磷酸加工的磷富矿储量急剧下降，经过不断的开采利用，很多地区磷富矿资源已近接近枯竭。为保证高浓磷复肥产业的可持续发展，许多国家都在以中低品位磷矿或高镁磷矿为原料浮选生产适于湿法磷酸加工采用的磷精矿。但是，出现的问题是磷矿浮选加工过程中会有将近产占总量30～45％的尾矿，并以尾矿浆的形式排放到尾矿坝，大量浮洗磷尾矿的堆存，不仅要占用大量的土地资源，还带来对环境的严重污染，并存在巨大的安全隐患。浮选磷尾矿矿浆含水量大，对其进行有经济价值用途的资源化开发是世界性难题。

2、土壤是岩石经过数千万年甚至数亿年风化而成的，其矿物质占土壤固相组分的95％以上，植物生长的大多数矿物质元素都需要依靠土壤提供，而随着化肥的大量使用，土壤中的微量元素缺乏日趋严重，对粮食生产安全产生了不利影响，因此土壤恢复治理成为越来越重要的一件事。

3、矿物质土壤调理剂是指以天然的非金属矿物岩石为原料加工而成的，用于改良土壤的理化性状的物料，对于磷尾矿堆存问题日益严重，磷尾矿回转窑制备矿物质土壤调理剂是提升经济价值，促进尾矿资源利用和改善当前现状的重要途径。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决土壤修复问题和土壤中有价元素缺乏问题，提出了一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，该方法以造粒后入炉焙烧代替物料直接入炉焙烧，物料受热更加均匀；反应效果更好；产品质量更高。造粒加入的粘结剂为有机粘结剂，不会影响产品质量。以两段式焙烧设备代替传统高炉，燃料以气体燃料代替煤质燃料，炉内气氛容易控制；物料加热快；加热温度高；温度容易控制；热效率高且更加环保，有利于缓解日趋严重的环境问题。该方法中添加的助熔剂不仅有较好的助熔效果，同时能增加钙镁硅磷等元素的活性，提高肥效，同时富含碱土金属，可修复酸性土壤。产品为2-3mm颗粒物，可起缓慢溶解的作用，防止钙镁硅调理剂中养料的过度流失。

2、为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、（1）将70-100份磷尾矿与0-30份助熔剂混合均匀；

4、（2）将混合物料与粘结剂以100:0.4-1.2的比例加水混合后造粒，制得生球；

5、（3）将生球投入两段式焙烧装置，焙烧装置使用非煤质燃料，在900-1400℃下焙烧30-90分钟，制得烧熔物料；

6、（4）将步骤（3）所得烧熔物料进行水淬，烧熔物料在30秒内温度降至100℃以下，水淬后的物料经沥水、烘干，得到土壤调理剂产品。

7、进一步的，其特征在于：所述步骤（1）磷尾矿为p2o5含量2.32-4.18%，cao含量7.46-28.52%、mgo含量2.53-15.24%、sio2含量1.14-22.6%。

8、进一步的，所述步骤（1）中助熔剂为硅渣、电石渣、菱镁矿、蛇纹石、橄榄石、灰渣中一种或多种。

9、进一步的，所述步骤（2）中粘结剂为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、聚乙烯醇、腐殖酸钠、增粘乳液、玉米淀粉的一种或多种。

10、进一步的，所述步骤（2）中生球粒径为2-3mm。

11、进一步的，所述步骤（3）中非煤质燃料为甲烷、丙烷、丁烷气体中的一种。

12、进一步的，所述步骤（4）土壤调理剂产品营养组分中，有效氧化钙cao≥20.0%，有效氧化镁mgo≥10.0%，有效二氧化硅sio2≥15.0%。

13、本发明的有益效果是：

14、1、本发明以造粒后焙烧代替直接焙烧，不仅使物料充分反应，同时减少物料的损失，造粒后的产品在粘结剂的作用下施放缓慢，可作为缓释型土壤调理剂，减少营养流失和土壤修复压力，同时提供除钙镁硅以外的有价元素供土壤使用。

15、2、本发明以两段式焙烧装置代替传统高炉，且采用非煤质燃料，同燃料炉比较，炉内气氛容易控制；物料加热快；加热温度高；温度容易控制；热效率高；产品质量好，且更加环保，有利于缓解日趋严重的环境问。

16、3、本发明以硅渣、电石渣、灰渣等固体废料为助熔剂，不仅将其有效利用，减小堆存压力，同时起到降低焙烧温度，增加产品中有效硅含量，防治土壤板结的作用。

17、4、本发明以湖北某磷尾矿为原料，利用磷尾矿制备土壤调理剂，不仅解决了磷尾矿堆存问题，同时起到了修复土壤的作用。

技术特征：

1.一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（1）磷尾矿为p2o5含量2.32-4.18%，cao含量7.46-28.52%、mgo含量2.53-15.24%、sio2含量1.14-22.6%。

3.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（1）中助熔剂为硅渣、电石渣、菱镁矿、蛇纹石、橄榄石、灰渣中一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（2）中粘结剂为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、聚乙烯醇、腐殖酸钠、增粘乳液、玉米淀粉的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（2）中生球粒径为2-3mm。

6.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（3）中非煤质燃料为甲烷、丙烷、丁烷气体中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤（4）土壤调理剂产品营养组分中，有效氧化钙cao≥20.0%，有效氧化镁mgo≥10.0%，有效二氧化硅sio2≥15.0%。

技术总结一种磷尾矿造粒后制备缓释型硅钙镁土壤调理剂的方法，其特征在于：将磷尾矿与助熔剂、粘结剂混匀后投入造粒设备造粒，造粒后投入两段式焙烧设备内，第一段烘干预热，第二段在1000‑1300℃下焙烧45‑80分钟，制得的烧熔物料进行水淬，水淬后的物料经沥水、烘干，得到土壤调理剂产品。本发明较传统焙烧生产土壤调理剂工艺，生产原料为二次资源；焙烧过程排碳少；产品质量稳定；温度相对传统焙烧工艺温度较低，节能、环保；产品不用经过破碎和磨细工序可直接投放，节省能耗；产品在粘结剂与粒状作用下元素释放缓慢，可达长期供养。经大量大田试验，施用本发明制得的土壤调理剂，作物增产高达6％以上，土壤pH可由5.6提升至6.8。技术研发人员：何东升,周志远,唐远,柏曼,赵静,耿栋受保护的技术使用者：武汉市秀谷科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5