一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素礦物質(zhì)肥料的方法。其主要內(nèi)容是將微硅粉、石膏、白云石等以及助添加劑Ⅰ和Ⅱ等按一定比例混合，采用攪拌、烘干、成型、焙燒、冷卻、球磨等工序，制備成含有鈣、硅、鎂、硫等中量元素為主的復(fù)合肥料。肥料中總有效養(yǎng)分大于60%，其中有效氧化鈣大于25%，有效二氧化硅大于20%，有效氧化鎂大于5%，有效三氧化硫大于5%，并含有多種微量元素，肥料呈弱堿性。本發(fā)明的生產(chǎn)原料多數(shù)由天然礦物質(zhì)所組成，具有取材方便、成本低廉等優(yōu)勢，產(chǎn)品可用來調(diào)節(jié)酸性或鹽堿地土壤的理化性質(zhì)、全面提升中微量元素水平，是一種天然礦物質(zhì)復(fù)合肥料，具有較高的應(yīng)用價值和市場推廣潛力。
【專利說明】一種利用微娃粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新型肥料領(lǐng)域，具體涉及一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅)時，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強的二氧化硅和硅氣體，氣體排放后與空氣接觸，迅速氧化冷凝沉淀而成。2009年以后，由于國內(nèi)新建硅鐵、工業(yè)硅爐數(shù)量的增加，微硅粉產(chǎn)量迅速上升，微硅粉開始處于無人問津的境地。大量堆積的微硅粉，給企業(yè)造成了巨大的環(huán)境壓力，也占用了大量土地。微硅粉的外觀呈灰色或灰白色，粉末狀，耐火溫度>1600°C。容重在1600~1700千克/立方米。微硅粉中粒度小于Ium的占80%以上，平均粒徑在0.1~0.3um,比表面積高達20~28m2/g。其細度和比表面積約為水泥的80~100倍，是粉煤灰的50~70倍。微硅粉在形成時，因為在相變過程中受表面張力的作用，形成了非結(jié)晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘附在一起的團聚體。它是一種比表面積很大、活性很高的火山灰物質(zhì)。
[0003]國外早在40~50年代，就對微硅粉的綜合利用開展了研究工作。主要應(yīng)用行業(yè)包括:混凝土工業(yè)、耐火材料添加劑，冶金球團助劑、水泥摻和劑等領(lǐng)域。我國在此領(lǐng)域內(nèi)的研究起步較晚，至今還沒有引起太多關(guān)注。微硅粉在我國還屬于一種粗放型的工業(yè)副產(chǎn)品，開發(fā)它的潛在應(yīng)用價值意義重大。在我國目前多被用于混凝土、耐火材料、水利水電工程、公路建設(shè)等方面。但將微硅粉用于制肥領(lǐng)域較少有人研究。硅是作物所需要的第四大元素，僅次于氮、磷、鉀，具有提高作物抗倒伏、增強植物抗病能力，提高農(nóng)作物的結(jié)實率的作用。微硅粉中硅含量高，活性強，完全可以用作硅肥。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)路線是:以微硅粉為主要原料，配伍以鈣、鎂、硫等元素，并用自制的活化劑，使微娃粉中的娃活化，生產(chǎn)出一種以中量兀素娃、鈣、鎂、硫為營養(yǎng)兀素的弱堿性肥料。它對于提高土壤和農(nóng)作物中中 量元素水平，抑制土壤酸化具有重大意義。
[0005]本發(fā)明致力于提高微硅粉的資源化利用程度。具體是通過在微硅粉中加入鈣、鎂、硫等化合物，并采用自制的低溫添加劑，使微硅粉中的硅進一步活化，連同加入的其它組分，一起組合酸性土壤所急需的硅、鈣、鎂、硫等中量元素為主的復(fù)合肥料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]將微硅粉(二氧化硅含量≥90%)、石膏、白云石和少量添加劑(I和II 二種)按比例摻和，通過物料計量摻和、攪拌、烘干、焙燒、冷卻、粉碎、包裝等工序，得到鈣、硅、鎂和硫等中量元素為主要的復(fù)合肥料。
[0007]本發(fā)明是在微硅粉中加入石膏、白云石等組分，并在助添加劑的作用下，使微硅粉中的鈣、硅組分活化，并連同石膏和白云石中的鈣、硫、鎂一起，組合成以鈣、硅、鎂、硫為主要成分的、帶有弱堿性特征的中量元素肥料。根據(jù)微硅粉中二氧化硅的含量、其它原料成分的不同，其摻和比例按照質(zhì)量比，微硅粉為20%~80%，石膏5%~70%，白云石5%~65%，添加劑I和II的加入總量為1%~5%組成混合物料，其中助添加劑I為鉀長石、白云母、伊利石或碳酸鉀中的一種以上；助添加劑II為芒硝、食鹽或氟化鈉中的一種以上；助添加劑I和II之間的重量比為1:0.5~1:3。物料均粉碎至200目。將混合物料進行球磨；然后烘干至混合物料的含水率小于6% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑為I~2cm的球粒，并進入活化窯內(nèi)進行焙燒，溫度控制在800~1100°C，焙燒時間0.5~4小時；活化后的球粒進行冷卻、粉碎，制得中量元素礦物質(zhì)復(fù)合肥料，并包裝成袋。焙燒物中有效二氧化硅含量達20%~30%，有效CaO 25~35%，有效MgO的含量5~9%，SO3的含量5~10%，并含有Fe、P、Mn等農(nóng)作物所需要的微量元素養(yǎng)分，pH= 9.00~12.00，重金屬含量達農(nóng)用粉煤灰國家質(zhì)量標準。是一種適合偏酸性土壤使用的復(fù)合肥料。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點包括:
(I)綜合利用了微硅粉這一固體廢棄物的成分特點，體現(xiàn)了資源循環(huán)和高效利用的科學(xué)理念。
[0009](2)利用了添加劑I和II，可使該體系下微硅粉的分解溫度從原來的1200°C下降到 800 ~IlOO0Co
[0010](3)生產(chǎn)的復(fù)合肥料中中量元素組份齊全，可達到平衡施肥的效果。
[0011](4)從燒成物中重金屬的含量來看:重金屬含量均遠遠低于農(nóng)用粉煤灰國家質(zhì)量標準，不會對環(huán)境引起二次污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1利用微硅粉制備中量元素肥料工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明作進一步說明。
[0014]實施例1
某肥料公司是一家生產(chǎn)氮磷鉀復(fù)合肥料的大型國有企業(yè)。采用此工藝生產(chǎn)中量元素肥料，其工藝流程如圖1所示，采用的原料配伍(按質(zhì)量百分比計)為:微硅粉60%，石膏27%，白云石12%，助添加劑I和II加入量為1%,其中助添加劑I為鉀長石+白云母(質(zhì)量比1:1)；助添加劑II為芒硝+食鹽(質(zhì)量比1:1)，助添加劑I和II之間的重量用量比為1:1。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進行球磨至粒徑小于0.074mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于5% ;烘干粉料成型加工成粒徑約2cm的球粒，并進入活化窯內(nèi)進行焙燒,溫度控制在900°C，焙燒時間I小時?；罨蟮那蛄＿M行冷卻、粉碎，可制成中量元素礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于72%，其中有效氧化鈣大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化鎂大于6%，有效三氧化硫大于6%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的PH=I0.2，生產(chǎn)成本可控制在550元/噸以下，是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合肥料。
[0015]實施例2
山西某肥料公司采用此工藝生產(chǎn)中量元素肥料的物料配伍(以質(zhì)量百分比計)為:微硅粉57%,石骨31%,白z?石10%,助添加劑I和II的加入量為2%,其中助添加劑I為伊利石+碳酸鉀(質(zhì)量比I:1);助添加劑II為食鹽+氟化鈉(質(zhì)量比1:1)，助添加劑I和II之間的重量用量比為1:2。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進行球磨至粒徑小于0.090mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于6% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑約
1.5cm的球粒，并進入活化窯內(nèi)進行焙燒，溫度控制在950°C，焙燒時間1.5小時?；罨蟮那蛄＿M行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于65%,其中有效氧化鈣大于31%,有效二氧化娃大于21%,有效氧化鎂大于5.5%，有效三氧化硫大于8.4%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的pH=ll.3，生產(chǎn)成本可控制在520元/噸以下。是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合肥料，可用于酸性或鹽堿地土壤的調(diào)理或改良。
[0016] 實施例3
廣東某肥料公司是一種生產(chǎn)土壤調(diào)理劑的大型私營企業(yè)。采用此工藝生產(chǎn)中量元素肥料，生產(chǎn)成本下降了近51%，所采用的原料配伍(以質(zhì)量百分比計)為:微硅粉63%，石膏15%，白云石21%，助添加劑I和II加入量為1%，其中助添加劑I為伊利石+白云母(質(zhì)量比1:1);助添加劑II為芒硝+氟化鈉(質(zhì)量比1:1)，助添加劑I和II之間的重量用量比也為1:
2.75。其工藝流程為:將上述礦物質(zhì)原料充分混合，并進行球磨至粒徑小于0.074mm ;然后將混合物料烘干至含水率小于5% ;將烘干后的混合物料成型加工成粒徑為2cm的球粒，并進入活化窯內(nèi)進行焙燒，溫度控制在1050°C，焙燒時間40分鐘。活化后的球粒進行冷卻、粉碎，可制成礦物質(zhì)復(fù)合肥料。其中通過第三方成分檢驗得知:生產(chǎn)的肥料中的有效養(yǎng)分大于63%，其中有效氧化鈣大于27%，有效二氧化硅大于22%，有效氧化鎂大于6%，有效三氧化硫大于8%，并含有多種微量元素。產(chǎn)品的pH=ll.2，生產(chǎn)成本可控制在530元/噸。是一種含有多種中量元素的礦物質(zhì)復(fù)合 肥料?？烧{(diào)理南方地區(qū)酸化的土壤，補充土壤中缺乏的中量兀素營養(yǎng)組分。
【權(quán)利要求】
1.一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，生產(chǎn)原料以質(zhì)量百分比(%)計，由以下物料組成混合物料:微硅粉20~80石膏5~70白云石5~65 助添加劑I和III~5 ; 再將上述混合物料經(jīng)過球磨，烘干，成型加工，焙燒活化，冷卻，粉碎，制得中量元素礦物質(zhì)復(fù)合肥料，最后包裝成袋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述的助添加劑I為鉀長石、白云母、伊利石或碳酸鉀中的一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述的助添加劑II為芒硝、食鹽或氟化鈉中的一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述助添加劑I和II之間的質(zhì)量比為1:0.5~1:3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述球磨為將混合物料球磨至粒徑小于0.10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述烘干是將混合物料烘干至含水率小于6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述成型加工是將烘干后的混合物料成型加工成粒徑為I~2cm的球粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用微硅粉生產(chǎn)中量元素肥料的方法，其特征在于，所述焙燒活化的焙燒溫度800~1100°C，焙燒時間為0.5~4小時。
【文檔編號】C05G3/00GK103483062SQ201310399566
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】石林 申請人:華南理工大學(xué)