技术摘要：
本发明涉及无机肥料技术领域，具体来说是一种中微量元素复合肥料及其制备方法和应用，中微量元素复合肥料以低品位硼镁矿石为原料，粉碎后于60‑80℃下在浓酸液中进行酸解反应，得到肥料中间物，再将肥料中间物堆放熟化制得；其中，所述浓酸液为浓硫酸或浓硝酸，若所述  全部
背景技术：
1843年，李比希提出了“最小养分率”定律，指出：作物生长发育需要吸收各种营 养，但是决定作物产量的是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素，作物的产量在 一定限度内则随着这个因素的增减高低而相应变化，因为存在这个限制因素，即使继续增 加其它营养成分也难以提高作物的产量；目前，随着N、P、K元素化肥施用量的增加，随之带 走的中微量元素却没有得到及时的补给，造成土壤中的中微量元素越来越匮乏，土壤应用 不均衡的问题也越来越严重；自从科研人员发现了微量元素对农作物生长的机理和作用以 来，许多国家越来越重视微量元素的作用及其肥料的使用，在现代农业生产中微量元素肥 料也发挥出越来越重要的作用。 我国是世界上硼资源十分丰富的国家，居世界第五位，但我国绝大多数硼矿资源 条件较差，品位较低，在20％以上的富矿中B2O3所占有的比例不超过10％，目前在已经被开 采和加工利用的原矿之中，超过95％使用的仅占我国硼矿总储量6.64％硼镁矿石，随着我 国国民经济的快速发展，资源消耗特别是矿产资源的消耗也进入到了快速发展的时期，高 品位硼镁矿已消耗殆尽；而对于储量超过总储量一大半的硼镁矿的使用则受矿石品位、加 工工艺及开发难度的限制而被废弃，如辽宁宽甸地区大部分矿山采用传统采矿方式，低品 位硼镁矿被废弃并占地堆放，据统计仅宽甸地区就堆存几百万吨，造成资源极大的浪费，而 且对环境形成污染；矿产资源属不可再生资源，因此对于低品位矿产资源的开发利用就显 得迫在眉睫。 多年来，许多技术人员研究硼镁矿利用，如申请号为CN1196340A，名称为：高效硼 镁肥及生产方法的专利申请，将硼镁矿粉碎后与硫酸在反应釜内升温，经过两次筛选分离 从而制得硼镁肥，该方法的终端产品是水溶性硼镁肥，该硼镁肥的制备工艺复杂，且要求矿 石B2O3含量要在10％以上，并有大量废渣和废液产生。申请号为CN102887525A，名称为：硼镁 矿制造硼酸的方法，将硼镁矿石粉碎加入硫酸进行酸化处理，压滤、结晶、将母液蒸发，蒸发 后放入浮选机中进行浮选，制得硫酸镁，该方法的终端产品是得到水溶性硼酸，且同样工艺 复杂，要求矿石B2O3含量要在10％以上，并有大量废渣和废液产生；申请号为CN1587043A，名 称为高镁低品位硼矿制造硼酸的方法，将硼镁矿粉与硫酸反应，调节配料比、液固比、酸量 和反应温度，通过控制结晶温度和时间来生产硼酸和硼镁肥，该方法主要用的原料为高镁 低硼硼矿(MgO/B2O3＝2-4)，对矿石品位要求较高，且分离各种元素的成本太高，经济价值 低；申请号为CN02129939.0，名称为：利用硼镁矿生产硼镁肥的方法，将粉碎矿粉与45-70％ 浓度硫酸或硝酸进行酸化反应，后堆放置室温冷却，与碳铵混合调节pH，加水造粒、干燥、冷 却、筛分制得，该方法对矿石中硼的含量及镁/硼有严格的要求(MgO/B2O3＝2-4)。 3 CN 111574307 A 说　明　书 2/13 页
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种中微量元素复合肥料及其制 备方法和应用，本发明以低品位硼矿粉和浓酸液为原料，制备得到了pH值为3-5的酸性中微 量元素复合肥料，既能够充分利用低品位硼镁矿石资源，又能够有效解决环境污染问题，没 有任何废气、肥渣及废水产生，且制备得到的酸性中微量元素复合肥料能够被应用于对碱 性土壤的改良中。 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 本发明第一个目的是一种中微量元素复合肥料，所述中微量元素复合肥料以低品 位硼镁矿石为原料，粉碎后于60-80℃下在浓酸液中进行酸解反应，得到肥料中间物，再将 肥料中间物堆放熟化制得； 其中，所述浓酸液为浓硫酸或浓硝酸，若所述浓酸液为浓硫酸，则浓硫酸的质量分 数为45-85％，酸解反应的时间为2-15min，浓硫酸实际用量为理论用量的90-140％； 若所述浓酸液为浓硝酸，则浓硝酸的质量分数为50-65％，酸解反应的时间为5- 20min，浓硝酸实际用量为理论用量的50-100％； 所述低品位硼镁矿石的矿粉粒度为60-120目。 优选的，所述浓酸液为浓硫酸，浓硫酸的质量分数为75-85％，酸解反应的时间为 5-15min，浓硫酸实际用量为理论用量的120-140％； 低品位硼镁矿石的矿粉粒度为80-120目。 优选的，所述浓酸液为浓硫酸，浓硫酸的质量分数为75％，酸解反应的时间为 10min，浓硫酸实际用量为理论用量的130％； 低品位硼镁矿石的矿粉粒度为100目。 优选的，所述浓酸液为浓硝酸，浓硝酸的质量分数为60-65％，酸解反应的时间为 10-20min，浓硝酸实际用量为理论用量的80-100％； 低品位硼镁矿石的矿粉粒度为80-120目。 优选的，所述浓酸液为浓硝酸，浓硝酸的质量分数为65％，酸解反应的时间为 15min，浓硝酸实际用量为理论用量的90％； 低品位硼镁矿石的矿粉粒度为100目。 本发明第二个保护目的是一种中微量元素复合肥料的制备方法，包括如下步骤： (1)将低品位硼镁矿石粉碎研磨过筛后，加入浓酸液并混合均匀，于60-80℃下反 应2-20min，得到肥料中间物； (2)将肥料中间物在常温下堆放熟化5-10天后筛分，得到中微量元素肥料。 优选的，所述步骤(2)中筛分为过80-100目筛。 优选的，所述步骤(1)中在60-100r/min的搅拌速率下混合均匀。 本发明第三个保护目的是一种中微量元素复合肥料在改良碱性土壤中的应用。 与现有技术相比，本发明具有的有益效果是： 1、本发明制备得到的复合中微量元素肥料中含B2O3的质量分数为3-10％、含CaO的 质量分数≥2％、含MgO的质量分数≥10％，还含有质量分数≥0.5％的SiO2及质量分数≥ 0.1％的铁，且得到pH值在3-5的酸性肥料，制备得到的复合中微量元素肥料为酸性肥料，可 广泛应用于北方碱性土壤，满足农作物对中微量元素的需求；还可降低土壤重金属等环境 4 CN 111574307 A 说　明　书 3/13 页 污染问题，产品中的钙、镁还能改良土壤，疏松土壤。 2、本发明采用的原料成本低，选用废弃的低品位硼镁矿石做为原料，实现了废物 利用，且制作过程节能环保，没有任何废气、肥渣及废水产生，工艺操作简单，同时对温度、 原料细度、反应时间等各个影响因素的生产工艺优化；因此很明显的降低了生产成本，可广 泛应用于工业生产。 3、低品位硼镁矿主要矿物组成有钙钛矿(MgSiO3)、菱镁矿(MgCO3)、镁橄榄石 (Mg2SiO4)，主要含有氧化镁和二氧化硅，还含有一定量的三氧化硼、氧化钙并含有少量的氧 化铁和氧化铝等其它物质；该矿石呈碱性，与酸反应就相当于一个酸碱中和反应，酸解的目 的就是将矿石中难溶态的各种物质通过与酸反应，尽可能的变成可溶型态。具体的反应式 为： MgSiO3 2H ＝Mg2 SiO2 H2O MgCO 2H ＝Mg2 3 CO2 H2O Mg2SiO4 4H ＝2Mg2 SiO2 2H2O Mg2(B2O5) 4H H2O＝2H BO 2Mg2 3 3 在酸解反应下，矿石中Ca、Fe、Al等金属离子也可以与酸发生反应，其反应式为： CaO 2H ＝Ca2 H2O或CaO H2SO4＝CaSO4 H2O Fe2O3 6H ＝2Fe3 3H2O Al O 6H ＝2Al3 2 3 3H2O 使得矿石中的中微量元素均以离子的形式与酸结合，并稳定位于中微量元素复合 肥料中。 附图说明 图1为本发明使用的低品位硼镁矿石的X射线粉晶衍射谱图； 图2为本发明低品位硼镁矿酸解实验流程图； 图3为本发明硼元素标准曲线图和线性范围图； 图4为本发明镁元素标准曲线图和线性范围图； 图5为本发明钙元素标准曲线图和线性范围图； 图6为本发明不同硫酸浓度对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图7为不同硫酸用量对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图8为不同反应时间对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图9为不同矿粉粒度对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图10为不同硝酸浓度对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图11为不同硝酸用量对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图12为不同反应时间对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图； 图13为不同矿粉粒度对酸解反应产物水溶性B2O3、MgO、CaO含量的影响图；