一种缓释硅肥的制备方法

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，具体来说涉及一种缓释硅肥的制备方法。

背景技术

天然磷酸盐矿物是生产磷肥及磷化工产品的主要原料，工业上把具有开采价值的磷酸盐矿床通称为磷矿。我国磷矿资源总量丰富，但高品位磷矿储量相对较少，多为中低品位的胶磷矿，需要进行浮选后，再用来制酸、制肥。胶磷矿（A层矿或中磷矿）浮选过程中，会产生大量的磷尾矿。磷尾矿的主要化学成分为氧化钙、二氧化硅、氧化镁和磷酸盐等，其中二氧化硅的含量可高达23%，五氧化二磷的含量高达24%。磷尾矿的综合利用，既可以回收大量的磷、钙、镁、硅资源，又可以降低土地占用和环境的污染，有益生态平衡。

硅元素是植物体的最重要组成元素之一，被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素。硅肥在农业生产实践中应用比较广泛，能够有利于提高作物的光合作用和叶绿素含量，使茎叶挺直，促进有机物积累。硅肥能改变土壤中重金属形态，以减少作物对重金属的吸收。在硅对土壤中Cd形态的影响研究中，加大硅肥的用量后，难以被植物吸收利用的铁锰氧化物态、有机结合态及残渣态的Cd含量增加，容易被植物吸收的可交换态和碳酸盐结合态的Cd含量减少，硅肥可以有效促进作物生长并减轻重金属毒性。缓释硅肥更是可以长时间发挥硅肥功效，提高肥料的利用率，减少一次性释放对作物和土壤的伤害，促进作物增产、增收。

现有技术中虽然有利用尾矿来生产硅肥的相关技术，例如申请号202210173277.9《一种利用选铜尾矿渣制造优质高效硅肥的工艺》，申请号 201711061548.7《一种钼尾矿回收钼硫及用作原料制备钼硅肥的方法》的专利申请；但是上述技术是针对铜尾矿或者钼尾矿，而贵州的磷矿资源丰富，在生产过程中产生大量的磷尾矿，为此，发明人致力于寻求一种利用磷尾矿来生产缓释硅肥的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服磷尾矿无法资源综合利用的缺点，减少磷尾矿对环境的污染及土地的占用，提供一种可以提高作物产量、抑制重金属、发挥长期肥效的缓释硅肥的制备方法。

本发明提供一种缓释硅肥的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）在搅拌条件下，将经过浮选过后的磷尾矿用工艺水进行调浆处理，矿浆中磷尾矿的固含量控制在25%-40%；

（2）开启加热系统，将尾矿浆加热到75℃以上；向尾矿浆中加入氢氧化钠，氢氧化钠的加入量与尾矿中二氧化硅的物质的量比为SiO

（3）将反应后的料浆进行固液分离，并于105℃-110℃下进行烘干处理；

（4）将步骤（3）的物料于700℃-900℃下进行煅烧处理，冷却后得到缓释硅肥。

优选的，步骤（1）中，搅拌速度控制在200r/min-350 r/min。

优选的，步骤（2）中，将尾矿浆加热到75℃-103℃。

优选的，物料中水分含量控制在2.5%以下。

本发明的有益效果：本发明解决了磷尾矿无法资源化利用的问题，制备出了一种缓释硅肥，降低了磷尾矿对环境的污染，提高了磷矿伴生硅、钙、镁资源的利用率，对作物增产、增收，抑制重金属的吸收，提升作物品质大有助益。

实施方式

实施例1

称取200g磷尾矿（氧化钙：59.48%、氧化镁：19.46%、五氧化二磷：11.70%、二氧化硅：4.94%）置于1000ml三口瓶中，向三口瓶中加入600g水，开启搅拌系统，配置成固含量25%尾矿浆。向三口瓶中分批加入62g氢氧化钠，开启加热系统和挥发蒸汽冷凝系统，搅拌速度200r/min，反应于95℃下进行，反应60min。反应结束后，将反应料浆进行固液分离，滤饼并于105℃下烘干65min，物料中水含量1.8%。将烘干处理的样品于700℃下进行煅烧处理30min，冷却后研磨，得到缓释硅肥（硅酸根质量含量：3.55%；五氧化二磷质量含量：7.85%）。

实施例2

称取200g磷尾矿（氧化钙：59.48%、氧化镁：19.46%、五氧化二磷：11.70%、二氧化硅：4.94%）置于1000ml三口瓶中，向三口瓶中加入400g水，开启搅拌系统，配置成固含量33%尾矿浆。向三口瓶中分批加入80g氢氧化钠，开启加热系统和挥发蒸汽冷凝系统，搅拌速度300r/min，反应于103℃下进行，反应100min。反应结束后，将反应料浆进行固液分离，滤饼并于110℃下烘干35min，物料中水含量2.5%。将烘干处理的样品于900℃下进行煅烧处理50min，冷却后研磨，得到缓释硅肥（硅酸根质量含量：4.17%；五氧化二磷质量含量：8.21%）。

实施例3

称取200g磷尾矿（氧化钙：59.48%、氧化镁：19.46%、五氧化二磷：11.70%、二氧化硅：4.94%）置于1000ml三口瓶中，向三口瓶中加入500g水，开启搅拌系统，配置成固含量28.6%尾矿浆。向三口瓶中分批加入76g氢氧化钠，开启加热系统和挥发蒸汽冷凝系统，搅拌速度250r/min，反应于100℃下进行，反应120min。反应结束后，将反应料浆进行固液分离，滤饼并于108℃下烘干100min，物料中水含量1.4%。将烘干处理的样品于820℃下进行煅烧处理30min，冷却后研磨，得到缓释硅肥（硅酸根质量含量：4.33%；五氧化二磷质量含量：8.36%）。

实施例4

称取200g磷尾矿（氧化钙：59.48%、氧化镁：19.46%、五氧化二磷：11.70%、二氧化硅：4.94%）置于1000ml三口瓶中，向三口瓶中加入450g水，开启搅拌系统，配置成固含量30.8%尾矿浆。向三口瓶中分批加入85g氢氧化钠，开启加热系统和挥发蒸汽冷凝系统，搅拌速度280r/min，反应于98℃下进行，反应90min。反应结束后，将反应料浆进行固液分离，滤饼并于110℃下烘干95min，物料中水含量1.3%。将烘干处理的样品于750℃下进行煅烧处理30min，冷却后研磨，得到缓释硅肥（硅酸根质量含量：4.16%；五氧化二磷质量含量：8.17%）。

实施例5

称取200g磷尾矿（氧化钙：59.48%、氧化镁：19.46%、五氧化二磷：11.70%、二氧化硅：4.94%）置于1000ml三口瓶中，向三口瓶中加入300g水，开启搅拌系统，配置成固含量40%尾矿浆。向三口瓶中分批加入93g氢氧化钠，开启加热系统和挥发蒸汽冷凝系统，搅拌速度300r/min，反应于103℃下进行，反应150min。反应结束后，将反应料浆进行固液分离，滤饼并于110℃下烘干85min，物料中水含量1.7%。将烘干处理的样品于850℃下进行煅烧处理30min，冷却后研磨，得到缓释硅肥（硅酸根质量含量：4.03%；五氧化二磷质量含量：7.68%）。