[发明专利]一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及以低品位磷矿、白云石、磷石膏为原料，在一定添加剂作用下生产一种适用于酸性土壤的营养型土壤重金属固化剂的方法。 

背景技术

磷矿石是一种重要的不可再生资源，也是肥料和磷化工的重要原料。中国的磷矿资源约占全球总量的30%，主要集中分布在云南、湖北、贵州、四川，其资源储量约占全国的76.60%。目前，我国每年磷矿石的消耗量高达7000万吨。尽管中国磷矿资源较丰富，但是长期以来大多数高品位磷矿石被用来制作磷酸，而磷酸主要用于制作肥料。按目前的速度开采，我国品位为30%以上的高品位磷矿只有十年开采量。 

在磷矿的开采及选矿加工过程中有大量的废弃物堆积，这些大部分是低品位磷矿，平均品位只有17%。这些废弃的矿物不仅占用大量土地、污染环境，而且还造成资源的浪费。在我国，仅有一些大型企业开采率可达95%以上，其它中型矿山的资源回采率大多在50% 左右，而小矿的资源回采率只有30%，有的甚至更低。因此，如何合理开发利用中国大量的低品位磷矿，是磷肥和磷化工行业迫切需要解决的重要问题。 

在低品位磷矿的应用方面，目前已有的专利涉及很多方面。如制取磷酸、黄磷、过磷酸钙、生物磷肥，还可以制取土壤重金属的钝化剂。申请公布号为CN 101913571A，发明名称《利用低品位磷矿石生产过磷酸钙的工艺方法》，将低品位磷矿石磨粉后，加入浓度为70%-75%的稀硫酸，在110℃搅拌混合，经化成、散场、熟化、翻仓即得成品。此法采用硫酸来制取过磷酸钙，成本较高，对环境还会造成污染。而在制取生物磷肥的过程中，需使用一些微生物菌群，且采用好氧厌氧发酵，时间较长。由华中农业大学发明的一种治理土壤重金属铜、铅、镉污染的钝化剂，申请公布号为CN 102559198A，采用中低品位磷矿为主要原料，与草酸按一定比例混合，在28℃下活化6天，50℃下干燥20-24h得到钝化剂。此法不破坏土壤的理化性质、二次污染小，但处理时间较长。目前采用低品位磷矿、白云石和磷石膏为主要原料来制取一种营养型土壤重金属固化剂的方法未见报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，通过采用白云石、磷石膏来活化低品位磷矿，既解决低品位磷矿利用率低的问题，又减少磷石膏的大量堆放产生的占地及环境污染问题，同时可以充分利用原料中的各种元素，制成一种含磷、钙、硅、镁的营养型土壤重金属固化剂，从而为钙基工业固体废弃物农用资源化提供依据。 

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

    一种利用低品位磷矿生产营养型土壤重金属固化剂的方法，该方法将低品位磷矿、白云石、磷石膏分别于105℃下烘干至恒重，然后采用球磨机球磨并过筛至200目，将低品位磷矿、白云石、磷石膏按比例混合加入添加剂后，在1050℃-1200℃下焙烧0.5-2h后，烧成物经冷却并粉碎研磨，即得成品。

进一步优化的，所述低品位磷矿中的磷灰石Ca₅(PO₄)₃(F, Cl,OH)和所述白云石 (CaMg[CO₃]₂)的摩尔比为1:0.5-2.25。 

进一步优化的，所述低品位磷矿的主要化学成分包括CaO、P₂O₅、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO和CaF₂；所述白云石的主要化学成分包括CaO、MgO和CO₂。 

进一步优化的，所述磷石膏（以CaSO₄·2H₂O质量计）占低品位磷矿和白云石烘干后质量总和的5-25%。 

进一步优化的，所述低品位磷矿中五氧化二磷含量低于25%。 

进一步优化的，所述添加剂为硫酸钠、氯化钠或氯化钙，添加剂的用量为低品位磷矿、白云石、磷石膏于105℃下烘干至恒重总质量的2%-5%。 

进一步优化的，最终产品粉碎后过筛20目。 

    与现有技术相比，本发明有以下优点： 

1.本发明所用的生产原料磷石膏为工业固体废弃物，来源广泛，廉价易得。

2.节约电能。在土壤重金属固化剂的生产过程中，原料中的杂质部分对低品位磷矿的分解起到助熔作用，降低磷矿石的熔点，从而降低能耗，提高低品位磷矿石的利用率，从而解决我国富磷矿少、贫磷矿多的问题。