[发明专利]一种镁渣磷酸钝化制备缓释复合肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及缓释复合肥的制备领域，特别涉及利用镁渣磷酸钝化制备缓释性复合肥的方法。

背景技术

镁渣是生产原镁过程中的副产品，在我国95％的原镁是采用皮江法生产。金属镁企业每生产1t粗镁，同时会产生6-10t的镁渣。随着我国镁冶炼行业的飞速发展，镁渣的排放量日益增多，大量镁渣的堆存会造成一系列的环境问题。近年来镁渣的资源化利用主要集中在建材，煤脱硫，改性剂等领域，存在利用途径少，利用率低等问题。

镁渣的主要组成成分是CaO、SiO₂、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃等。这些元素都是植物所必须的营养元素，其中硅元素已被证明是继N、P、K之后的第四大植物营养元素。农作物吸收硅后能促进植物的生长发育，提高光合作用，改善农作物品质。镁渣重金属浸出毒性测试结果显示，Cr为0.012±0.002mg·kg^-1，Cu为0.043±0.004mg·kg^-1，Zn、Ni均小于0.001mg·kg^-1，Pb小于0.01mg·kg^-1，未检测到Cr6+，Cd，As，Hg的存在。浸出毒性中的重金属含量均明显低于《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量及其含量测定》(NY 1110-2006)的相关限值，这样就为镁渣进行农业资源化利用提供了可能。肥料产品重金属指标对比如下表所示。

镁渣用来制备肥料方面的研究报道较少，典型的专利文献分析如下：发明专利申请201010553703.9提供了一种利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的工艺，其特征在于镁渣与稀盐酸反应后过滤，得到二氧化硅聚合物，将滤液按比例分成两份，一份与稀硫酸充分反应，蒸发结晶得到硫酸钙和硫酸镁的混合晶体，另一份在100-150℃下直接蒸发结晶得到氯化钙和氯化镁晶体。将二氧化硅聚合物，由两份滤液制得的晶体混合均匀造粒，即可得钙镁硫硅肥。此工艺过程较复杂，且需要耗费大量的能源，成本较高，导致此工艺无法大面积推广。

缓释肥料可分为三种：(1)一种是低水溶性有机N化合物；(2)另一种是由物理障碍物控制释放的肥料，包裹型肥料较为常用；(3)低水溶性无机化合物。目前市场上销售的缓释肥料主要是包裹型的，包裹材料分为两种，即无机包膜材料和有机包膜材料，无机包膜材料来源广、价格低，但弹性差、易脆，缓释效果有限；有机包膜材料缓释效果好，但价格高、不易降解，不易大规模推广。

发明内容

本发明目的在于拓展镁渣的综合利用途径，提供一种镁渣磷酸钝化制备缓释复合肥的方法，该方法工艺简单，所制备的复合肥成本低廉、环保、缓释效果好。

本发明提供的一种镁渣磷酸钝化制备缓释复合肥的方法，包括如下步骤：

(1)原料制备：分别将镁渣、尿素、工业硫酸钾进行研磨制成粉末，配制浓度为35％-65％磷酸溶液(磷酸溶液浓度过小，会带入更多水分，影响后续造粒；浓度过大，反应过于剧烈，释放大量热量，蒸发大量水分，也不利于反应完全和后续造粒)；

(2)反应：将配制好的磷酸溶液与镁渣粉末混合，搅拌，进行酸碱中和反应，生成磷酸钙镁盐胶凝性无机粘结剂，同时实现镁渣钝化；所述的磷酸与镁渣质量比为0.6-1：1(磷酸与镁渣的比例，原则上应满足2个条件：一是磷酸加入量要满足完全中和镁渣中活性氧化钙和活性氧化镁所需的反应量；二是要满足复合肥中磷的最低需求量)；

(3)混合造粒：分别将尿素粉末和工业硫酸钾粉末加入到磷酸钙镁盐胶凝性无机粘结剂中，进行充分混合，并造粒，即制得镁渣磷酸钝化缓释复合肥。其中，相对于总物料量，尿素加入量为35％-45％，硫酸钾加入量为20％-30％。

所述的镁渣、尿素、工业硫酸钾粉末，是过80目筛的粉末。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

①本发明实现了镁渣资源化综合利用，属于绿色环保产品；②产品中同时含有氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫、铁等植物生长所需营养元素，利于植物生长；③原料成本较低，实现了全无机粘结剂制备缓释肥，有效避免传统有机粘结剂造成的高成本和污染土壤等问题；④制备工艺简单，易于生产应用，产品缓释效果好，又利于实现肥料的高效利用。