[发明专利]一种磷酸镁铵缓释肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理及肥料制备技术领域，特别涉及一种磷酸镁铵缓释肥及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人口的激增、耕地的减少，粮食供需矛盾不断加剧，使得农业生产对肥料的依赖日益加强，这一切凸显了化肥在农业生产中的重要地位。然而，目前我国农业生产中的一个显著矛盾是化肥投入高但利用率偏低，这也成为制约我国农业发展的重要因素之一。我国现在使用的大多数化肥都是水溶性的，如钾肥、铁肥、锌肥和钛肥等，这些化肥施入土壤后，养分容易流失、分解或被固定，使养分利用率降低。更为重要的是，肥料的损耗不仅造成不可再生能源和资源的巨大浪费以及随之而来的经济上的重大损失，而且给我们实现粮食安全保障带来直接困难，给人类的生存环境造成巨大危害，如水体污染、温室效应等等。资源的耗竭和养分在环境中的过量累积都将使农业发展和环境保护承受较为严重的风险，因此，如何提高化肥的利用率，减少大气和环境污染，成了摆在我们面前的一项艰巨任务。

稀土工业废水对环境的影响越来越受到关注。包头矿酸法冶炼工艺过程中产生大量含硫酸铵、硫酸镁废水，水质指标为：pH值为6.5～7.0，NH₄⁺为5～10g/L，SO₄^2-为10～40g/L，Mg²⁺为5～15g/L；稀土萃取分离工艺皂化过程产生大量氯化铵废水，水质指标为：pH值为4.0～5.0，NH₄⁺为50～75g/L，Cl^-为100～150g/L；单一稀土产品碳铵沉淀产生的氯化铵废水，水质指标为：pH值为6.5～7.0，NH₄⁺为20～40g/L，Cl^-为40～80mg/L；稀土非皂化萃取分离过程中产生大量含氯化镁废水以及包头混合型稀土精矿、独居石、磷钇矿碱法冶炼过程中产生大量含磷酸根废水等。稀土冶炼分离废水中含有大量氨氮、磷、镁以及微量铁和稀土离子，对环境及地下水造成严重污染，如何综合处理稀土冶炼废水，回收利用有价值资源，保护生态环境，是行业急待解决的重要问题。目前，高浓度的氨氮废水，一般采用蒸发浓缩结晶回收，得到纯度较高的氯化铵或硫酸铵产品，但回收率较低，回收成本高。低浓度的氨氮废水，铵盐浓度低，且成分复杂，回收利用难度大、成本很高。

我国稀土资源丰富，对稀土农用、稀土环境化学生态效应及稀土农用安全毒理卫生学评价等进行了深入研究。结果表明，稀土不但对环境友好，无毒无害，而且具有较好的调节植物生长、增强植物抗旱、抗病性及增加产量等作用。随着稀土在农业上的推广应用，提高农用稀土的利用效率显得非常必要。

发明内容

稀土、钾、铁、钙、锌、钛和硫等有价元素经磷酸镁铵沉淀包裹后化学性质稳定，能被植物缓慢吸收，不会造成过量稀土、氨氮、磷等有益元素流失影响环境。因此可利用含铵、镁的废水与含磷、铁、稀土、钾等有价元素的废水进行混合沉淀反应等来处理工业废水，制备磷酸镁铵缓释肥，既可以回收低浓度的氨氮废水，又可以提高稀土、氮、磷、镁、铁、钾等有价元素的利用效率，即在沉淀磷酸镁铵的过程中将废水中所含的稀土、钾、铁、钙等有益元素沉淀出来，使磷酸镁铵缓施肥对植物的作用效果更好、更全面，达到控制环境污染和废物利用的双重目的。

大量试验研究结果表明，pH是磷酸镁铵沉淀反应的主要影响因素，影响着磷酸根的存在形式继而影响反应进行的程度。由图1可以看出，pH＜9时氮磷去除率随pH值升高而增加，pH＞9.0时，随pH增加氨氮去除率呈缓慢增加达到一最大值而后下降的过程，磷去除率随pH增加而迅速降低。当pH＝9.0时，氨氮去除率达98％以上，氨氮残余含量降至20mg/L左右，磷去除率99％以上，磷残余含量降至5mg/L以下。

本发明的目的是以废水为原料，提供一种磷酸镁铵缓释肥，使废水中氮、磷、稀土、镁等有价资源得到有效低成本回收利用。

本发明提供了一种磷酸镁铵缓释肥，其中含有钾、铁、钙、锌、钛、硫中的至少一种和稀土，所述稀土以稀土氧化物(REO)的重量计，钾、铁、钙、锌、钛、硫中的至少一种与REO含量之和为0.01～10wt％，磷酸镁铵缓释肥中，P₂O₅含量为15～49wt％，N含量为3～10wt％，MgO含量为16～26wt％。