[發明專利]一種基于鎂渣制備硅鉀肥的方法

有效

• 申請號: 201510066308.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104649784B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 廖洪強;姚星亮;程芳琴;李詠玲;范遠;郭彥霞
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: C05G1/00
• 分類號: C05G1/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司)14105
• 代理人: 張福增

技術領域

本發明涉及鎂渣綜合利用、硅鉀肥的制備，具體屬于一種利用鎂渣制備硅鉀肥的方法。

背景技術

在金屬鎂的皮江法冶煉過程中，每生產1噸鎂將會產生6～10噸的鎂渣，鎂渣易粉化，細粉含量高，易懸浮于空氣中；同時其吸濕性強，易使土壤板結，嚴重破壞自然環境。目前，對于鎂渣的回收利用方式主要包括：制鎂渣磚、墻體材料、水泥配料及脫硫劑等。由于鎂渣中的MgO含量偏高，且成分不穩定，容易引起鎂渣磚、墻體材料和水泥產品的硬化體脹裂，限制了鎂渣在生產中的應用；將鎂渣用作脫硫劑的研究尚處于實驗研究階段，且受到工業使用方面的限制。因此鎂渣的處理問題是鎂工業發展的主要障礙之一。

鎂渣的主要組成成分是CaO、SiO₂、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃等。這些元素都是植物所必須的營養元素，其中硅元素已被證明是繼N、P、K之后的第四大植物營養元素。農作物吸收硅后能促進植物的生長發育，提高光合作用，改善農作物品質。鎂渣重金屬浸出毒性測試結果顯示，Cr為0.012±0.002mg·kg^-1，Cu為0.043±0.004mg·kg^-1，Zn、Ni均小于0.001mg·kg^-1，Pb小于0.01mg·kg^-1，未檢測到Cr6⁺，Cd，As，Hg的存在。浸出毒性中的重金屬含量均明顯低于《水溶肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量及其含量測定》(NY 1110-2006)的相關限值，這樣就為鎂渣進行農業資源化利用提供了可能。肥料產品重金屬指標對比如下表所示。

關于鎂渣制備肥料的方法有初步研究，典型的專利文獻報道如下：

發明專利ZL201010553703.9，利用鎂還原爐爐渣生產高效鈣鎂硫硅肥的新工藝。其特征在于使用鎂還原爐爐渣、稀鹽酸和稀硫酸等工業副產品為原料，生產出主要成分為氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈣、硫酸鎂和活性二氧化硅等的肥料，不僅解決了鎂還原爐爐渣處理困難和嚴重污染的問題，還具有生產成本低等優點。但是，不同產地及企業生產的鎂還原爐爐渣成分相差較大，尤其是鎂的含量會比較低。因此，此法只能應用于爐渣中鎂含量較高的鎂還原爐爐渣，推廣有限。

文獻《鎂渣綜合利用制備硅鈣鎂肥的研究與分析》中，利用鎂還原爐爐渣制備硅鈣鎂肥，其主要方法是在750℃下加入CaCO₃:KOH:K₂CO₃＝1:0.5:0.05:0.09的助劑煅燒對鎂渣樣品進行煅燒2h,得到硅鈣鎂肥。該方法不僅解決鎂渣的污染問題，還增加新的硅鈣鎂肥的制備途徑。但是活化過程中所使用的CaCO_3、KOH和K₂CO₃均為天然礦物加工制的，在此工藝中使用會提高生產成本和降低環境保護的社會效益。

發明內容

本發明的目的在于針對現有鎂渣制備肥料的過程中，鎂渣成分組成影響大、制備過程中需要較高要求的助劑等問題，提供一種基于鎂渣制備硅鉀肥的方法。該方法原料成本低廉，加工工藝相對簡單，并且易于實現規模化工業生產。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于鎂渣制備硅鉀肥的方法，依次包括如下步驟：

1)首先將富含氧化鉀、氧化硅的鉀長石，制成顆粒料；

2)按照重量百分比50-60∶40-50將鎂渣與鉀長石顆粒料混合，并通過高溫熔融50-70min，然后倒出高溫熱熔物料，經水淬冷卻；

3)冷卻物料經干燥、粉磨、包裝制得硅鉀肥產品。

所述的鉀長石是K₂O含量大于9％。

所述的鉀長石顆粒粒徑為5mm-15mm。顆粒尺度分布與是否揚塵和熱熔分散效果有關。顆粒太過小，有利于熱熔分散，但容易揚塵，不利于環保和原料利用；顆粒過大，不易揚塵，利于熱態加入，但不利于熱熔分散。因此，通常鉀長石顆粒粒度取值范圍在該范圍之間。

所述的原料鎂渣與鉀長石顆粒料配比，原則上按照硅鉀肥的市場通用成份組成配比，通常要求產品中含K₂O：4％—5％，SiO₂：40％-45％。本發明所用原料優選配比為：鎂渣與鉀長石的重量百分比為55∶45。

所述的高溫熔融溫度，與原料及其配比有關，通常控制在1300℃-1600℃之間，優選1350℃。