фосфоритная мука кимовского месторождения в качестве удобрения

Формула изобретения

1. Фосфоритная мука в качестве удобрения, включающая пятиоксид фосфора, в том числе лимонно-растворимую форму пятиоксида фосфора, оксид кремния, оксид кальция, оксид магния, а также оксиды железа и алюминия, отличающаяся тем, что она содержит лимонно-растворимую форму пятиоксида фосфора в количестве 50 70% от общего содержания и остальные компоненты в следующем соотношении, мас.

P₂O₅, общий 14 16

в том числе

P₂O₅, лимоннорастворимый 7 11,2

SiO₂ 30 70

CaO 10 33

MgO до 3

Al₂O₃, Fe₂O₃ и другие примеси Остальное

2. Мука по п. 1, отличающаяся тем, что она состоит из фосфоритов Кимовского месторождения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к применению бедных некондиционных природных фосфоритов в качестве фосфорного удобрения, содержащего легкоусвояемую растениями форму Р₂О₅, и может быть использовано в промышленности минеральных удобрений и сельском хозяйстве.

Известно использование бедной фосфоритной муки в качестве удобрения после внесения в нее дополнительных удобрительных солей с последующей сушкой, гранулированием и рассевом. В качестве удобрительной соли используют полифосфат аммония [1]

Недостатком применения данной фосфоритной муки является нецелесообразность ее использования непосредственно, без дополнительного, реагентного обогащения.

Известно использование фосфоритной муки в качестве удобрения, заключающееся в повышении содержания усвояемой растениями формы Р₂О₅ путем измельчения исходных фосфоритов и смешения полученной фосфоритной муки с минеральными солями, например сульфитом аммония, с последующим гранулированием и сушкой пульпы [2] Полученное комплексное удобрение обеспечивает повышение извлечения Р₂О₅ в усвояемую форму от 16 (исходная фосфоритная мука) до 50%

Недостаток необходимость проведения сложного технологического процесса подготовки к использованию исходных обедненных природных фосфоритов в качестве удобрения.

Наиболее близкой по физиологической сущности и составу является фосфоритная мука, полученная из некондиционного фосфоритного сырья, которую для повышения содержания легкоусваиваемой (лимонно-растворимой) формы Р₂О₅ подвергают электроимпульсной обработке с амплитудой напряжения 10-15 кВ в течение 10-20 с [3]

Анализ фосфоритной муки или руды, включающей Р₂О₅, SiO₂, СаО, MgO, а также Fe₂O₃, Al₂O₃, и другие примеси, показывает, что в результате воздействия высоковольтных импульсных разрядов происходит увеличение содержания лимоннорастворимого Р₂О₅ на приблизительно 50% Причем для бедной фосфоритной муки Богдановского месторождения с содержанием Р₂О₅(общ.) 10% и Р₂О₅(усв.) 2% получают продукт с содержанием 5,4% Р₂О₅(усв.), что уже позволяет его использовать как удобрение без дополнительного реагентного обогащения.

Недостаток этой фосфоритной муки, как и всех остальных, полученных из бедных фосфоритных руд, заключается в невозможности ее непосредственного использования из-за незначительного содержания (порядка 20%) лимонно-растворимой формы Р₂О₅ в исходном сырье, что приводит к поиску или способов обогащения, повышения содержания Р₂О₅(усв.), или таких руд, которые несмотря на низкое общее содержание Р₂О₅ все-таки могут быть эффективно использованы благодаря достаточному содержанию лимоннорастворимой формы Р₂О₅.

Задачей изобретения является расширение ассортимента фосфорных удобрений с высоким содержанием усваиваемых форм Р₂О₅ и возможность использования в качестве эффективного удобрения труднообогатимого природного сырья фосфоритов, не пригодных для получения концентрированных удобрений.

Кроме того, реализация сырья, не требующая дополнительной обработки, а только обогащения методом сухого грохочения, существенно удешевляет процесс внесения питания растений фосфора в почву и позволяет экономично эксплуатировать природные ресурсы.

Поставленная задача решается тем, что согласно изобретению в качестве фосфорного удобрения используют фосфоритную муку Кимовского месторождения, в которой содержание лимонно-растворимой формы Р₂О₅ составляет 50-70% от общего содержания Р₂О₅, что несмотря на невысокое качество исходной руды резко повышает ее удобрительную ценность.

Фосфоритную муку Кимовского месторождения получают путем сухого размола обогащенной грохочением добываемой руды. Она представляет собой концентрат класса + 1 мм со следующим содержанием компонентов, мас. Р₂О₅, общий 14-16, в том числе Р₂О₅, лимонно-растворимый 7-11,2; SiO₂ 30-70; СаО 10-33; MgО до 3; Al₂O₃, Fe₂O₃ и другие примеси остальное.

Кимовское месторождение желваковых фосфоритов имеет площадь 68,3 км² и расположено в Тульской области. Фосфориты месторождения представлены двумя петрографическими разновидностями: фосфатными желваками и зернами в кварцглауконитовом глинистом песке, и фосфоритным конгломератом - галькой глинистых фосфоритов в цементе из смеси глины, песка и фосфорита. По минеральному составу они относятся к кварц-глауконит-глинистому типу.

Обогащение фосфоритного сырья включает следующие операции: сушка руды от начальной влажности 15% до конечной 1,5% дробление руды по классу 5 мм; сухое грохочение по классу 1 мм; сухой размол концентрата до крупности 10 и 20% класса + 0,18 мм.

По содержанию Р₂О₅ руда невысокого качества. Средние показатели по рудным залежам 9-13% после обогащения 14-16% Выход класса +1 мм около 50%

Содержание вредных элементов невелико, г/т: Ni 75; Co 82; V 15; Cr 93; Cu 26; Pb 87; As 95; Zn 350; Cd < 5, что соответствует нормам ПДК; содержание естественных радиоактивных нуклидов в равновесии с продуктами распада не превышает 50 нКu/кг и позволяет использовать фосфоритную муку для агрохимического применения.

Анализ готового концентрата на содержание усваиваемых форм Р₂О₅ (лимонно-растворимые) стандартным фотометрическим способом показал, что фосфоритная мука Кимовского месторождения выгодно отличается от удобрений, полученных из других бедных месторождений, тем, что содержание Р₂О₅, легкоусваиваемого растениями составляет 50-70% от общего содержания Р₂О₅, что делает данное месторождение реализуемым и перспективным в плане производства дешевого качественного фосфорного удобрения.

Фосфоритная мука Кимовского месторождения может быть эффективно использована в качестве фосфорного удобрения на почвах Центрального района России и позволяет получить на зерновых культурах дополнительный урожай до 5-10 ц/га. Она не уступает по агрохимической эффективности действию стандартной Егорьевской фосфоритной муки. Вегетационные испытания образцов удобрений проводились на Долгопрудненской агрохимической опытной станции.

Прибавка урожая кукурузы по отношению к контрольному фону N составила 76,5 и 73,5% Разница в прибавке урожая 3% Пример 1. Эффективность использования фосфоритной муки Кимовского месторождения на кислой серой лесной почве показана в табл. 1 на примере выращивания овса. Пример 2. Эффективность фосфоритной муки на кислой серой лесной почве при выращивании кукурузы показана в табл. 2.

Таким образом, результаты вегетационных испытаний фосфоритной муки Кимовского месторождения стандартного и загрубленых помолов свидетельствуют о том, что она обладает более высокой или равной эффективностью фосфоритной муки других месторождений. Например, Егорьевское месторождение дает фосфоритную муку с Р₂О₅(общ.) 20-22% с содержанием Р₂О₅(усв.) (лимонно-растворимая форма) 31-35% от общего количества Р₂О₅, то есть несмотря на большее содержание Р₂О₅, это удобрение имеет невысокую ценность из-за меньшего содержания Р₂О₅(усв.).

Таким образом, поскольку фосфоритная мука является универсальным удобрением, применяемым практически под все сельскохозяйственные культуры на всех почвах в качестве основного удобрения, повышение коэффициента использования питательных веществ является основным критерием при разработке некондиционных месторождений фосфоритных руд, содержащих достаточное количество именно легкоусвояемого Р₂О₅, как, например, Кимовское месторождение.

Еще одним преимуществом изобретения является возможность использования местных ресурсов без значительных затрат на дополнительное концентрирование перед применением фосфоритной муки в качестве товарного удобрения.

Предлагаемое изобретение может быть реализовано непосредственно на месторождении или в хозяйствах, использующих фосфоритную муку или местное фосфатное сырье.