專利名稱：硅鈣肥的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料的制造方法，主要是涉及硅鈣肥和硅鈣磷肥的制備方法。
硅肥(主要包括硅鈣肥和硅鈣磷肥)的農(nóng)田應(yīng)用已受到國內(nèi)外的日益重視。英國農(nóng)學家認為，氮磷鉀對農(nóng)作物的增產(chǎn)作用，已發(fā)揮得差不多了，現(xiàn)農(nóng)作物還要增產(chǎn)的話，就要靠硅肥了。在日本，已有70～75%的農(nóng)田施用硅肥，在韓國、臺灣地區(qū)等也已有50～60%的農(nóng)田施用硅肥。硅肥對許多農(nóng)作物不但有增產(chǎn)作用，而且還有增強農(nóng)作物抵抗病蟲害的能力等方面的作用。如，硅肥對水稻能提高細胞壁強度，增強抗倒伏和抗病蟲害的能力;并使植株挺拔、葉片張角減小，提高了植株透光的性能，使葉片受光均衡、光合勢和光合生產(chǎn)率均增高，改善通氣組織，增進根系氧化力。硅肥對甘蔗不僅可增產(chǎn)20～50%，而且可提高甘蔗的糖份含量3～12%。
至今，硅肥的制備方法有如下三種1、如《化肥工業(yè)》1991年第6期第24-26頁所報導的，用化學物質(zhì)直接制備的方法，它以水玻璃為原料，運用高速離心噴霧干燥法制備硅肥。用該法獲得的產(chǎn)品，具有硅素含量高(有效硅達50-60%)、易達速效等優(yōu)點，但它的價格偏高、不能在硅肥制造中同時達到“變廢為寶”、有利環(huán)保等等，并且，水玻璃中的“鈉”和“鋁”對土壤是不利的，“鈉”對土壤有分散作用，更因南方土壤大多為長期風化的“脫硅富鋁”的紅黃壤，因此，水玻璃之類的物質(zhì)對南方土壤不利，而硅鈣肥則較為有利。
2、日、美等國在五、六十年代直接用粉煤灰、煉鋼廠等熔渣、天然硅灰石［Ca3(Si3O9)］等作為硅肥施用。這些硅肥雖價廉，但含有效硅相當?shù)?，大多?0%以下。
3、如專利文獻CN1，056，863，JP0459，614;JP61，155，283所指出的，由廢渣、礦物質(zhì)、價廉物質(zhì)經(jīng)化學、物理處理后獲得硅肥，其中最簡單的有廣西柳州磷肥廠等用水淬磷礦渣制取硅肥。這種方法簡單易行，有效硅的含量也較高(介于前二種方法之間)，有較好的使用價值。這種硅肥既價廉、好用，又有利于環(huán)保等等。然而，在生產(chǎn)過程中，對于我國當前突出的節(jié)能、節(jié)煤、環(huán)保等問題如何更好地結(jié)合起來，起到更大的作用還是很欠缺的。
于是，針對以上各種方法的缺點，吸取他們的優(yōu)點，本發(fā)明的目的就在于(1)使有效硅的含量較高，可達30%左右;(2)解決工廠的廢水、廢渣污染環(huán)境的問題;(3)達到節(jié)能、節(jié)煤的目的。
為實現(xiàn)這三個發(fā)明目的，我們是以工業(yè)廢水、廢渣在煤燃燒過程中直接制取硅肥。其理論依據(jù)和具體操作步驟如下
根據(jù)固相催化的原理和煤燃燒等理論，第一步將工業(yè)廢水(如造紙廠黑液、印染廠廢液、工廠漂白廢液等等)與工業(yè)煤(煙煤、白煤或其混合煤均可)相混合，其重量比例是煤∶廢液＝1∶0.1～1;第二步再加催化劑，如CaF2、CaCO3、生石灰，少量硅酸鹽，硝酸鹽，鐵化合物、錳化合物等等(這些物質(zhì)要先混合均勻、研磨細)。廢液與催化劑的重量比為廢液∶催化劑＝1∶0.005～0.5;第三步再使煤、廢液(廢水)與催化劑三者混合均勻，將其放入800～1200℃的爐中燃燒或直接在工業(yè)鍋爐中進行燃燒(供工業(yè)使用)約0.5～1小時;第四步，將所得產(chǎn)物(即廢煤渣)經(jīng)研細、過篩即可得硅鈣肥。經(jīng)過這幾步后，可見使煤燃燒完全，并使其排出的廢氣減少。經(jīng)測定，用該法所生產(chǎn)的硅鈣肥，其指標是有效硅30%左右，有效鈣20%左右，水份＜3%，細度80～120目。
本發(fā)明的突出優(yōu)點可從下列四方面來敘述1、工業(yè)廢水(如造紙廠黑液、印染廠廢液、工業(yè)漂白廢液等等)不必排入江河，并可得到利用，這大大減少了環(huán)境污染;
2、使煤燃燒過程中排出的廢氣，如SO2、氮氧化物等有害氣體大大減少。我們將添加我們的催化劑的白煤與不加我們的催化劑的白煤進行燃燒，然后分別將產(chǎn)生的氣體通入H2O2水溶液中，再用標準堿溶液進行滴定，對比結(jié)果如下
白煤(5克)＋催化劑(少量)白煤燃燒(5克)耗NaOH(0.1034N)8.5ml耗NaOH(0.1034N)18.7ml從這組數(shù)據(jù)可見，添加催化劑的白煤燃燒所產(chǎn)生的有害廢氣減少了54.5%;
3、有較大的節(jié)能節(jié)煤效果我們將加適量催化劑和適量廢液(按以上比例)的四噸原煤在四噸的鍋爐中燃燒運行達12.5小時，與不加催化劑的原煤的燃燒運行情況對比如下(1)要同樣運行12.5小時，在爐膛中煤層的厚度為前者8.5cm，后者11cm;
(2)爐溫前者1100～1110℃，后者1050～1060℃;
(3)鍋爐鏈帶運行速度前者在“慢速”檔運行，后者在“快速”檔運行;
4、本發(fā)明可使廢液廢渣一次性變成硅肥，其有效硅高達30%以上。
從以上分析可見，本發(fā)明大大優(yōu)于國內(nèi)外至今所報道的各種硅肥的制備方法。而且它有較大的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益，有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
最后我們舉出關(guān)于本發(fā)明的典型實施例實施例1.取原煤10克，加造紙廠黑液8克，再加入催化劑0.5克混合后，在1000℃的馬福爐中燃燒一小時，待冷卻后將其研磨細，然后過篩，得80目的細粉末。經(jīng)常規(guī)分析得有效硅31.5%，有效鈣23.5%，水份＜3%，細度80目。這就是本發(fā)明的硅鈣肥。
實施例2.取實施例1所得的硅鈣肥8克，加入經(jīng)酸等化學處理的磷灰石2克，互相混合研磨細并過篩。經(jīng)常規(guī)分析得有效硅25.6%，有效磷5.3%，有效鈣20.1%，水份＜3%，細度80目。這就是本發(fā)明的硅鈣磷肥。
實施例3.在某廠進行工業(yè)型中試，取原煤(褐煤與白煤之比為3∶1)四噸，加入造紙廠黑液約2噸，再加入催化劑120公斤，混合均勻后，在四噸工業(yè)鏈帶式鍋爐中進行燃燒，鍋爐運行條件爐膛溫度1100℃，煤層厚度為8.5公分，鏈帶運行速度在“慢速檔”。共運行12.5小時，產(chǎn)出硅肥約1.5噸。隨時取樣四個分析結(jié)果如下1號樣品有效硅SlO2＝25.8%2號樣品有效硅SlO2＝29.0%3號樣品有效硅SlO2＝30.8%，有效鈣CaO＝20.5%4號樣品有效硅SlO2＝26.8%，有效鈣CaO＝19.7%平均有效硅SlO2＝28.1%經(jīng)研磨、細度達120目左右，水份＜3%。
權(quán)利要求
1.一種硅鈣肥的制備方法，其特征在于該制備方法由下列步驟來實現(xiàn)(1)將工業(yè)廢液(如造紙廠的黑液、印染廠廢液、工廠漂白廢液等等)、煤和催化劑按以下重量比例混合均勻煤∶廢液=1∶0.1～1廢液∶催化劑=1∶0.005～0.5(2)將第(1)步所得混合物在800～1200℃下進行燃燒或直接用于工業(yè)鍋爐燃燒，供工業(yè)使用；(3)將第(2)步燃燒后的爐渣研磨細、過篩，即可得到有效硅在30%以上，有效鈣在20%以上的硅鈣肥。
2.如權(quán)利要求1所述的硅鈣肥的制備方法，其特征在于所使用的催化劑包括CaF2、CaCO3、生石灰，少量硅酸鹽、硝酸鹽，鐵化合物、錳化合物等等。
3.一種硅鈣磷肥的制備方法，其特征在于將權(quán)利要求1所述的硅鈣肥與經(jīng)酸等化學處理的磷灰石混合研磨、過篩即可制得硅鈣磷肥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅鈣肥的制備方法，也涉及一種硅鈣磷肥的制備方法。它是利用固相催化原理和煤燃燒理論，直接將工業(yè)廢液或廢渣(如造紙廠的黑液)、煤、催化劑(包括CaF
文檔編號C05F7/00GK1113901SQ9410611
公開日1995年12月27日 申請日期1994年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月24日
發(fā)明者陳長章, 林州斌, 高冬壽, 李定 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所