專利名稱：一種利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法。特別涉及以自來水/河水為水源，磷礦為營養(yǎng)源培養(yǎng)嗜酸氧化硫硫桿菌菌液浸取磷礦制備的細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法。
背景技術(shù)：
我國III級磷礦(P2O5 12% 25%)資源儲量礦石量105. 2億噸，占礦石總量59. 6%， P2O5量19億噸；磷礦品位(P2O5 )小于12%的磷礦資源量33. 4億噸，占19%，P2O5量1. 68億噸。隨著富礦的枯竭，開發(fā)利用中低品位磷礦顯得十分迫切且具有巨大的經(jīng)濟(jì)價值。我國30%以上高品位磷礦資源日趨枯竭，磷礦資源面臨貧化，開發(fā)利用正逐步從開發(fā)富礦轉(zhuǎn)向中低品位礦。我國磷資源將邁入以中低品位礦開發(fā)利用為主的時代。中低品位磷礦開發(fā)利用，對于轉(zhuǎn)變磷礦資源開發(fā)利用方式、提高磷礦資源開發(fā)利用自主創(chuàng)新能力、 推進(jìn)礦產(chǎn)資源綜合利用、增強(qiáng)資源遠(yuǎn)景保障能力、實現(xiàn)磷肥工業(yè)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。微生物浸礦是主要的選礦方法之一。關(guān)于微生物浸磷礦已有很多文章報道。就浸磷微生物來說，可分為化能自養(yǎng)和異養(yǎng)菌兩種類型，異養(yǎng)型如根瘤菌、假單胞菌等可以利用葡萄糖等有機(jī)物生長，產(chǎn)生有機(jī)酸分解磷礦，Ghosh和Banik報道用黑曲霉浸出磷酸鹽巖， 在最佳條件下可以達(dá)到45%-50%的浸出率。自養(yǎng)型細(xì)菌則不需要外加有機(jī)碳源，它們可以利用空氣中的CO2作為生長所需的碳源，所以在目前的生物浸礦領(lǐng)域大量采用，這其中尤其以嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(AcidithicAacillus ferrooxidans，簡稱At. f菌)和嗜酸氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans,簡稱 At. t 菌)最為常見。多數(shù)研究者認(rèn)為微生物之所以能夠溶解磷礦粉等難溶性磷酸鹽，一是由于在其代謝過程中產(chǎn)生的質(zhì)子與磷礦粉中的鐵、鋁、鈣、鎂等離子交換作用，二是由于有機(jī)酸類物質(zhì)與這些離子結(jié)合，或發(fā)生沉淀反應(yīng)，或發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，或發(fā)生螯合反應(yīng)，從而使磷酸根釋放出來。中國專利200510019079公開了一種利用硫桿菌屬微生物使磷礦中磷轉(zhuǎn)化為可溶磷的方法，它包括如下步驟① 活化硫桿菌，獲得活性菌液；②按質(zhì)量比為1:2. 8-3. 2的比例將粒度分別為40-200目的黃鐵礦粉和磷礦粉混合，裝入反應(yīng)培養(yǎng)基，反應(yīng)培養(yǎng)基與黃鐵礦粉和磷礦粉的質(zhì)量比為 1:10-30 ；③將活性菌液接種到反應(yīng)培養(yǎng)基中，活性菌液的加入量為反應(yīng)培養(yǎng)基的體積的 5-25%，在60-180轉(zhuǎn)/分鐘條件下恒溫振蕩培養(yǎng)M-240小時，培養(yǎng)pH為1. 5-3. 0，培養(yǎng)溫度 20-35°C，得到可溶磷。該方法具有磷礦石中的磷轉(zhuǎn)化為可溶磷的轉(zhuǎn)化率較高、成本低、環(huán)保的特點。中國專利200710177280. 3公開了一種嗜酸浸礦菌及其用于中低品位磷礦石生物堆浸工藝，所述的工藝是將原礦經(jīng)破碎后混有適量的黃鐵礦和表面活性劑，大大提高了磷的浸出率。浸出液除鐵后，磷(以P2O5計)的含量大于30%，可直接用來生產(chǎn)磷肥。本工藝流程短、設(shè)備簡單、投資省、成本低、無污染、回收率高，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，能夠處理傳統(tǒng)選冶工藝難以處理的中低品位磷礦資源，提高磷資源的利用效率。中國專利200810048531公開了一種利用低品位磷礦粉生產(chǎn)復(fù)合微生物磷肥的方法，它包括如下步驟ill制備克瑞斯假絲酵母的一級菌液、氧化亞鐵硫桿菌的一級菌液； 制備克瑞斯假絲酵母的二級菌液、氧化亞鐵硫桿菌的二級菌液；③按下列質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比制成復(fù)合微生物磷肥水稻、小麥或玉米秸稈20-30% ；硫酸銨5-10% ；黃鐵礦粉Q00-300 目)10-20% ；低品位磷礦粉Q00-300目)10-20% ；克瑞斯假絲酵母的二級菌液15-20% ；氧化亞鐵硫桿菌的二級菌液15-20%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種成本低、工藝簡單的利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，依次包括下列步驟
A、磷礦粉碎將磷礦用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于60目備用；
B、培養(yǎng)菌種100ml缺磷Marky，硫粉0.2-0. 3g，轉(zhuǎn)入5ml菌種，30°C、120r/min培養(yǎng) 7-10d作為菌種；
C、培養(yǎng)菌液用自來水/河水為水源，加入0.洲的磷礦為營養(yǎng)源，加入0.2-0. 3%硫粉， 轉(zhuǎn)入菌種5%，25-35°C、120r/min培養(yǎng)10_20d，將硫粉和培養(yǎng)液分離，硫粉重復(fù)使用；
D、礦、液作用并反復(fù)浸出把磷礦粉加入培養(yǎng)液中，攪拌機(jī)攪拌浸礦0.5-2h，使磷礦粉和培養(yǎng)液充分反應(yīng)，分離礦液；在分離液中加入硫粉，25-35°C、120r/min培養(yǎng)10-20天，然后再分離培養(yǎng)液和硫粉，硫粉重復(fù)使用，培養(yǎng)液中加入分離出的磷礦，攪拌浸磷0. 5-2h，分離礦液；重復(fù)上述操作，直到磷浸出率達(dá)到80%以上；
E、制備復(fù)合磷肥加入堿性礦物如低品位羥基磷灰石和鉀長石渣，中和浸出液酸度并調(diào)節(jié)固液比，堆放陳化10d，在100°C將礦粉烘干即得本發(fā)明產(chǎn)品。其有效磷達(dá)1 以上。(鈣鎂磷肥優(yōu)等品有效磷P2O5彡18%、一等品有效磷P2O5彡15%、合格品有效磷P2O5 ^12%)
所述磷灰石通過XRF分析，主要化學(xué)組成和重量百分比例為
而通過GB/T 1871. 1-1995測試其總磷和有效磷，廣西天等縣岜隆磷礦石總磷和有效磷分別是23. 58%和4. 2% 湖北崇陽縣磷礦石總磷和有效磷分別是11. 5%和3. 79%。
本發(fā)明的主要優(yōu)點Φ本發(fā)明利用自來水/河水為水源，磷礦為營養(yǎng)源；菌種培養(yǎng)液和浸礦培養(yǎng)液都不用酸調(diào)節(jié)PH，可以通過轉(zhuǎn)種調(diào)節(jié)pH ；重復(fù)利用硫粉。從而簡化操作，節(jié)約原料，降低成本；②采用本發(fā)明，通過連續(xù)浸出，可以將磷礦中磷的浸出量和利用效率最大化； ③采用本發(fā)明制備復(fù)合磷肥的過程中，不排放任何的廢液、廢渣和有毒有害氣體，從而實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)，順應(yīng)和諧環(huán)境的號召；④本發(fā)明工藝簡單，便于操作，適合規(guī)?；a(chǎn)，實用性強(qiáng)。有效磷可以達(dá)到12%以上。
具體實施例方式下面給出的實施例擬以對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。嗜酸氧化硫硫桿菌產(chǎn)酸與磷灰石作用制備復(fù)合磷肥的實施例
根據(jù)上表所列各實施例數(shù)據(jù)，用技術(shù)方案部分所描述的步驟即可生產(chǎn)出本發(fā)明產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，依次包括下列步驟A、磷礦粉碎將磷礦用粉碎機(jī)粉碎至粒度小于60目備用；B、培養(yǎng)菌種100ml缺磷Marky，硫粉0.2-0. 3g，轉(zhuǎn)入5ml菌種，30°C、120r/min培養(yǎng) 7-10d作為菌種；C、培養(yǎng)菌液用自來水/河水為水源，加入0.洲的磷礦為營養(yǎng)源，加入0.2-0. 3%硫粉， 轉(zhuǎn)入菌種5%，25-35°C、120r/min培養(yǎng)10_20d，將硫粉和培養(yǎng)液分離，硫粉重復(fù)使用；D、礦、液作用并反復(fù)浸出把磷礦粉加入培養(yǎng)液中，攪拌機(jī)攪拌浸礦0.5-2h，使磷礦粉和培養(yǎng)液充分反應(yīng)，分離礦液；在分離液中加入硫粉，25-35°C、120r/min培養(yǎng)10-20天，然后再分離培養(yǎng)液和硫粉，硫粉重復(fù)使用，培養(yǎng)液中加入分離出的磷礦，攪拌浸磷0. 5-2h，分離礦液；重復(fù)上述操作，直到磷浸出率達(dá)到80%以上；E、制備復(fù)合磷肥加入堿性礦物如低品位羥基磷灰石和鉀長石渣，中和浸出液酸度并調(diào)節(jié)固液比，堆放陳化10d，在100°C將礦粉烘干即得本發(fā)明產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，其特征是，所用中低品位磷礦粉的磷含量以P2O5計低于20%，磷礦石原料是磷灰石或者磷塊巖，伴生礦有石英、剛玉、磁鐵礦、赤鐵礦、方解石、硅鎂石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，其特征是，以自來水/河水為水源，磷礦為菌體生長營養(yǎng)源培養(yǎng)菌液；依靠轉(zhuǎn)種體積比為5-10%菌種的酸度即可使培養(yǎng)液PH降至適合嗜酸氧化硫硫桿菌生長的pH低于7. 0的范圍，在25 35°C， 120r/min振蕩條件下培養(yǎng)10 20天，菌液pH可以降至1. 4，菌體生長繁殖的營養(yǎng)來自其從磷礦中浸出的離子及轉(zhuǎn)種時帶入的營養(yǎng)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，其特征是礦漿固液比為1:10 1:2，利用攪拌機(jī)將菌液與磷礦粉攪拌相互作用0. 5 2h，然后使用離心機(jī)離心分離礦液，再培養(yǎng)分離液10 20d，使培養(yǎng)液與磷礦作用，反復(fù)操作培養(yǎng)-分離-浸出過程，直到磷礦的浸出率達(dá)到80%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法，其特征是，通過加入堿性礦物如低品位羥基磷灰石和鉀長石渣，中和浸出液酸度并調(diào)節(jié)固液比> 2:1，然后堆放陳化IOd后烘干造粒制備出本發(fā)明產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及公開了利用中低品位磷礦制備細(xì)菌復(fù)合磷肥的方法。它是先將磷礦粉碎至粒度小于60目，培養(yǎng)嗜酸氧化硫硫桿菌產(chǎn)酸10-20d后，利用菌液對磷礦中磷進(jìn)行浸出，并通過反復(fù)培養(yǎng)菌液浸出磷礦以提高磷的浸出率，然后加入偏堿性礦物調(diào)節(jié)酸度和固液比，堆放陳化后烘干造粒制備成細(xì)菌復(fù)合磷肥，有效磷大于12%。菌液培養(yǎng)條件是自來水/河水為水源，磷礦為營養(yǎng)源，硫粉為能源培養(yǎng)基，25-35℃，120r/min振蕩培養(yǎng)10-20d。本方法依靠轉(zhuǎn)種調(diào)節(jié)pH，使用自來水/河水為水源，以磷礦為菌體生長的營養(yǎng)源，可重復(fù)利用硫粉，改變了利用Starky培養(yǎng)基培養(yǎng)嗜酸氧化硫硫桿菌浸磷的傳統(tǒng)，操作簡便、成本低廉。
文檔編號C05G1/00GK102432363SQ201110266939
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者代群威, 唐朝軍, 張偉, 肖文丁, 董發(fā)勤 申請人:西南科技大學(xué)