[發明專利]一種利用工業固體廢物生產新型土壤調節功能性材料的方法

有效

• 申請號: 202010589877.4
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111690416B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 楊光
• 申請（專利權）人: 青島智邦爐窯設計研究有限公司
• 主分類號: C09K17/08
• 分類號: C09K17/08;B09C1/00;C05G3/80;C05G5/40;C09K101/00;C09K105/00;C09K109/00
• 代理公司: 青島錦佳專利代理事務所(普通合伙) 37283
• 代理人: 邵朋程

1.一種利用工業固體廢物生產新型土壤調節功能性材料的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)拌合

將工業固體廢物、粘合劑和酸堿調節物料混合，并進行機械拌合，得到拌合料；

所述工業固體廢物與粘合劑的用量比為90～95∶3～7，以重量份計；

所述粘合劑是由膨潤土、玉米糊精和植物根莖組成，其中膨潤土、玉米糊精和植物根莖的用量比為3～5∶1～3∶1～3，以重量份計；

所述酸堿調節物料包括酸性物料和堿性物料；

(2)成型

采用壓球機將步驟(1)制得的拌合料壓制成膠囊狀顆粒；

(3)還原焙燒

采用礦物焙燒還原裝置對步驟(2)得到的膠囊狀顆粒進行還原焙燒，該礦物焙燒還原裝置包括從上至下依次設置且相互連通的進料區、干燥預熱區、焙燒氧化反應區、調壓區、還原反應區、出料區與水封冷卻區；在進料區上下依次設置有1號自動密封裝置與2號自動密封裝置；在干燥預熱區的上部設置有定向加壓裝置，定向加壓裝置用于抽真空；在焙燒氧化反應區的周邊上下依次設置有一層燃燒劑添加裝置與二層燃燒劑添加裝置，用于提供燃燒劑；在干燥預熱區、焙燒氧化反應區與還原反應區的內部設置有礦物翻轉裝置；在調壓區的側壁上設置有多個調壓風門；在還原反應區的下部設置有還原劑添加裝置，還原劑添加裝置用于提供還原劑；在出料區設置有自動排礦裝置；在水封冷卻區設置有水淬冷卻裝置；還原焙燒具體包括以下步驟：

(31)啟動進料區的自動密封裝置，使膠囊狀顆粒經進料區進入干燥預熱區；

(32)啟動定向加壓裝置，使燃燒劑添加裝置提供的氣相燃燒劑與還原劑添加裝置提供的氣相還原劑在定向加壓裝置的抽力作用下往上運動；

(33)在干燥預熱區氣相燃燒劑與還原劑給膠囊狀顆粒預熱，然后膠囊狀顆粒在自身重力及氣壓作用下緩慢下降，經焙燒氧化反應區、調壓區與還原反應區；

(34)焙燒氧化反應區為負壓區，控制壓力范圍為P₀-300Pa～P₀-4000Pa，P₀為大氣壓強，溫度范圍為750℃～1250℃，在壓力與溫度控制下，膠囊狀顆粒中的礦物分子處于活躍狀態，同時膠囊狀顆粒中的結晶水、毛細水、氣態、液態物質去除，在膠囊狀顆粒中形成蜂窩狀孔隙結構；

(35)控制調壓區調壓風門的開啟個數，使還原反應區為正壓區，控制還原區壓力范圍為P₀+300Pa～P₀+4000Pa，P₀為大氣壓強，溫度范圍為750℃～1250℃，在還原區，膠囊狀顆粒中的礦物分子在高活躍狀態下，與還原劑分子進行氧化還原反應，礦物價態發生本質改變；

(36)還原反應區還原后的膠囊狀顆粒經出料區排入水封冷卻區，水封冷卻區溫度范圍控制在50℃～80℃，膠囊狀顆粒經水封冷卻區冷卻穩定后排出，得到新型土壤調節功能性材料；

(4)合成

選擇磷酸二銨、尿素、碳酸氫銨、硝酸銨、過磷酸鈣、氯化鉀、磷酸二氫鉀中的任意一種物質或兩種以上物質的組合，配制成溶液；

將所制得的新型土壤調節功能性材料浸泡于上述溶液中，然后取出；或將上述溶液通過噴嘴噴灑在所制得的新型土壤調節功能性材料上；

(5)烘干

將從溶液中浸泡后的新型土壤調節功能性材料，或噴灑有溶液的新型土壤調節功能性材料置于50～60℃條件下烘干，得到復合新型土壤調節功能性材料；

該方法還包括對新型土壤調節功能性材料充磁的步驟，將從溶液中浸泡后的新型土壤調節功能性材料，或噴灑有溶液的新型土壤調節功能性材料在烘干時，或烘干完成后置于磁場環境中進行充磁；

所述工業固體廢物包括選礦尾渣、高爐渣、鋼渣、赤泥、有色金屬渣、粉煤灰、煤渣和硫酸渣。

2.根據權利要求1所述的一種利用工業固體廢物生產新型土壤調節功能性材料的方法，其特征在于：所述酸性物料選自有機酸或無機酸，無機酸包括鹽酸根、硫酸根和硝酸根，堿性物料選自鈉離子或熟石灰。

3.根據權利要求1所述的一種利用工業固體廢物生產新型土壤調節功能性材料的方法，其特征在于：所述工業固體廢物選擇赤泥時，酸堿調節物料選擇酸性礦物，其中赤泥、粘合劑和酸性礦物的重量份配比為92∶5∶3，粘合劑中膨潤土、玉米糊精和植物根莖的重量份配比為3∶1∶1。

4.根據權利要求1所述的一種利用工業固體廢物生產新型土壤調節功能性材料的方法，其特征在于：所述新型土壤調節功能性材料在溶液中的浸泡時間為30-60分鐘。