專利名稱：一種利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備細菌復合磷肥的方法。特別涉及以自來水/河水為水源，磷礦為營養源培養嗜酸氧化硫硫桿菌菌液浸取磷礦制備的細菌復合磷肥的方法。
背景技術：
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，開發利用中低品位磷礦顯得十分迫切且具有巨大的經濟價值。我國30%以上高品位磷礦資源日趨枯竭，磷礦資源面臨貧化，開發利用正逐步從開發富礦轉向中低品位礦。我國磷資源將邁入以中低品位礦開發利用為主的時代。中低品位磷礦開發利用，對于轉變磷礦資源開發利用方式、提高磷礦資源開發利用自主創新能力、 推進礦產資源綜合利用、增強資源遠景保障能力、實現磷肥工業和農業可持續發展具有重要意義。微生物浸礦是主要的選礦方法之一。關于微生物浸磷礦已有很多文章報道。就浸磷微生物來說，可分為化能自養和異養菌兩種類型，異養型如根瘤菌、假單胞菌等可以利用葡萄糖等有機物生長，產生有機酸分解磷礦，Ghosh和Banik報道用黑曲霉浸出磷酸鹽巖， 在最佳條件下可以達到45%-50%的浸出率。自養型細菌則不需要外加有機碳源，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。多數研究者認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生的質子與磷礦粉中的鐵、鋁、鈣、鎂等離子交換作用，二是由于有機酸類物質與這些離子結合，或發生沉淀反應，或發生絡合反應，或發生螯合反應，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，裝入反應培養基，反應培養基與黃鐵礦粉和磷礦粉的質量比為 1:10-30 ；③將活性菌液接種到反應培養基中，活性菌液的加入量為反應培養基的體積的 5-25%，在60-180轉/分鐘條件下恒溫振蕩培養M-240小時，培養pH為1. 5-3. 0，培養溫度 20-35°C，得到可溶磷。該方法具有磷礦石中的磷轉化為可溶磷的轉化率較高、成本低、環保的特點。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%，可直接用來生產磷肥。本工藝流程短、設備簡單、投資省、成本低、無污染、回收率高，生產規模可大可小，能夠處理傳統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復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按下列質量百分數配比制成復合微生物磷肥水稻、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%。
發明內容
本發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菌復合磷肥的方法。本發明的技術方案是一種利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，依次包括下列步驟
A、磷礦粉碎將磷礦用粉碎機粉碎至粒度小于60目備用；
B、培養菌種100ml缺磷Marky，硫粉0.2-0. 3g，轉入5ml菌種，30°C、120r/min培養 7-10d作為菌種；
C、培養菌液用自來水/河水為水源，加入0.洲的磷礦為營養源，加入0.2-0. 3%硫粉， 轉入菌種5%，25-35°C、120r/min培養10_20d，將硫粉和培養液分離，硫粉重復使用；
D、礦、液作用并反復浸出把磷礦粉加入培養液中，攪拌機攪拌浸礦0.5-2h，使磷礦粉和培養液充分反應，分離礦液；在分離液中加入硫粉，25-35°C、120r/min培養10-20天，然后再分離培養液和硫粉，硫粉重復使用，培養液中加入分離出的磷礦，攪拌浸磷0. 5-2h，分離礦液；重復上述操作，直到磷浸出率達到80%以上；
E、制備復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節固液比，堆放陳化10d，在100°C將礦粉烘干即得本發明產品。其有效磷達1 以上。(鈣鎂磷肥優等品有效磷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%。
本發明的主要優點Φ本發明利用自來水/河水為水源，磷礦為營養源；菌種培養液和浸礦培養液都不用酸調節PH，可以通過轉種調節pH ；重復利用硫粉。從而簡化操作，節約原料，降低成本；②采用本發明，通過連續浸出，可以將磷礦中磷的浸出量和利用效率最大化； ③采用本發明制備復合磷肥的過程中，不排放任何的廢液、廢渣和有毒有害氣體，從而實現清潔生產，有利于環境保護，順應和諧環境的號召；④本發明工藝簡單，便于操作，適合規模化生產，實用性強。有效磷可以達到12%以上。
具體實施例方式下面給出的實施例擬以對本發明作進一步說明，但不能理解為是對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員根據上述本發明的內容對本發明作出的一些非本質的改進和調整，仍屬于本發明的保護范圍。嗜酸氧化硫硫桿菌產酸與磷灰石作用制備復合磷肥的實施例
根據上表所列各實施例數據，用技術方案部分所描述的步驟即可生產出本發明產品。
權利要求
1.一種利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，依次包括下列步驟A、磷礦粉碎將磷礦用粉碎機粉碎至粒度小于60目備用；B、培養菌種100ml缺磷Marky，硫粉0.2-0. 3g，轉入5ml菌種，30°C、120r/min培養 7-10d作為菌種；C、培養菌液用自來水/河水為水源，加入0.洲的磷礦為營養源，加入0.2-0. 3%硫粉， 轉入菌種5%，25-35°C、120r/min培養10_20d，將硫粉和培養液分離，硫粉重復使用；D、礦、液作用并反復浸出把磷礦粉加入培養液中，攪拌機攪拌浸礦0.5-2h，使磷礦粉和培養液充分反應，分離礦液；在分離液中加入硫粉，25-35°C、120r/min培養10-20天，然后再分離培養液和硫粉，硫粉重復使用，培養液中加入分離出的磷礦，攪拌浸磷0. 5-2h，分離礦液；重復上述操作，直到磷浸出率達到80%以上；E、制備復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節固液比，堆放陳化10d，在100°C將礦粉烘干即得本發明產品。
2.根據權利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，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.根據權利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，其特征是，以自來水/河水為水源，磷礦為菌體生長營養源培養菌液；依靠轉種體積比為5-10%菌種的酸度即可使培養液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10 20天，菌液pH可以降至1. 4，菌體生長繁殖的營養來自其從磷礦中浸出的離子及轉種時帶入的營養物。
4.根據權利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，其特征是礦漿固液比為1:10 1:2，利用攪拌機將菌液與磷礦粉攪拌相互作用0. 5 2h，然后使用離心機離心分離礦液，再培養分離液10 20d，使培養液與磷礦作用，反復操作培養-分離-浸出過程，直到磷礦的浸出率達到80%以上。
5.根據權利要求1所述的利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法，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節固液比> 2:1，然后堆放陳化IOd后烘干造粒制備出本發明產品。
全文摘要
本發明涉及公開了利用中低品位磷礦制備細菌復合磷肥的方法。它是先將磷礦粉碎至粒度小于60目，培養嗜酸氧化硫硫桿菌產酸10-20d后，利用菌液對磷礦中磷進行浸出，并通過反復培養菌液浸出磷礦以提高磷的浸出率，然后加入偏堿性礦物調節酸度和固液比，堆放陳化后烘干造粒制備成細菌復合磷肥，有效磷大于12%。菌液培養條件是自來水/河水為水源，磷礦為營養源，硫粉為能源培養基，25-35℃，120r/min振蕩培養10-20d。本方法依靠轉種調節pH，使用自來水/河水為水源，以磷礦為菌體生長的營養源，可重復利用硫粉，改變了利用Starky培養基培養嗜酸氧化硫硫桿菌浸磷的傳統，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 優先權日2011年9月9日
發明者代群威, 唐朝軍, 張偉, 肖文丁, 董發勤 申請人:西南科技大學