一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法

摘要

本发明公开了一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，属于农业肥料制备技术领域。本发明以赤泥絮凝剂酸浸渣为原料，包含以下步骤：1）预处理赤泥絮凝剂酸浸渣；2）将上一步得到的赤泥絮凝剂酸浸渣与氢氧化钾和碳酸钾按比例混合；3）将上一步混合好后的物质煅烧，冷却、磨细；4）将上一步磨细的样品添加适量的增效剂，并添加适量的水，即可得到符合国家标准的硅肥。本发明弥补了用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥研究的空白，制备方法方便便捷，原料来源广泛，生产成本低，应用范围广，生产出的硅肥对植物的生长及增产具有显著的效果，符合绿色环保理念。

权利要求

1.一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将赤泥絮凝剂酸浸渣进行预处理；预处理的方法为：将赤泥絮凝剂酸浸渣与水按质量比为（1 2）：（3 5）混合，并搅拌均匀，沉降15 30小时后，取下层固体沉降物，80 120℃干~ ~ ~ ~燥，磨细；

（2）将第一步处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣与氢氧化钾和碳酸钾混合均匀；

（3）将第二步混合均匀的原料进行煅烧，之后冷却、磨细；

（4）将第三步磨细后的原料添加2 5份水玻璃作为增效剂，添加经过前述步骤制得样品~质量为5 10%的水，在滚筒造粒机中进行造粒，成球粒度在5 10mm， 100 130℃烘干，得到赤~ ~ ~泥絮凝剂酸浸渣制备的硅肥。

2.如权利要求1所述的一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，其特征在于，按照重量份数计，步骤（2）中各组分的原料配比为：赤泥絮凝剂酸浸渣40 70份，氢氧化钾20 30~ ~份，碳酸钾5 15份。

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3.如权利要求1所述的一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，其特征在于，步骤（3）中将混合好的原料放在马弗炉中煅烧，煅烧温度为350 500℃，煅烧时间为3 8小时。

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说明书

一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法

技术领域

[0001] 本发明属于农业肥料制备技术领域，具体涉及一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法。

背景技术

[0002] 硅肥，属于一种中量元素肥料。硅肥被国际土壤界列为继氮、磷、钾之后的第四大元素肥料。国家测土配方已把是否缺少二氧化硅作为技术标准，2004年6月1日，农业部颁布了由中国农业科学院土壤肥料研究所等单位完成的硅肥行业标准NY/T 797-2004，标志着经过多年的研究试验和推广，硅肥已成为21世纪中国的一种新型肥料。

[0003] 目前，我国缺硅土壤占总耕地面积的50 80%以上，以水稻为例，我国常年种植水稻~的面积达3333多万公顷，缺硅土壤占50%以上。如果全部施用硅肥，按增产10%计，仅此一项每年应可增产100万吨稻谷，推广硅肥的生产与应用具有非常明显的社会和经济效益。

[0004] 硅肥的品种主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥两大类，枸溶性硅肥是指不溶于水而溶于酸后可以被植物吸收的硅肥，常见的多为炼钢厂的废钢渣、粉煤灰、矿石经高温煅烧工艺等加工而成，一般施用量较大（每亩25-50公斤左右），适合做土壤基施，市场售价较低（每吨几百元到上千元不等）；水溶性硅肥是指溶于水可以被植物直接吸收的硅肥，农作物对其吸收利用率较高，为高温化学合成，生产工艺较复杂，成本较高，但施用量较小，一般常用作叶面喷施、冲施和滴灌，也可进行基施和追施，具体用量可根据作物品种喜硅情况、当地土壤的缺硅情况以及硅肥的具体含量而定。

[0005] 我国是世界第一大氧化铝生产国和消费国，产量占全球总产量的39%，消费量占世界消费量的45%。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。中国作为世界最大氧化铝生产国，目前已建成世界最大的氧化铝工业体系，年产生赤泥约7000万吨。

[0006] 赤泥矿物成分复杂，其主要矿物为蛇纹石和方解石，含量为60% 65%，其次是蛋白~石、三水铝石、针铁矿，含量最少的是钛矿石、菱铁矿、天然碱、水玻璃、铝酸钠和火碱。其矿物成分复杂，且不符合天然土的矿物组合。对其化学成分进行分析，结果表明，其氧化铝，氧化铁含量一般都在25%左右，故其可被用来作为聚合氯化铝和聚合氯化铁的原料利用盐酸酸浸赤泥得到的赤泥絮凝剂酸浸渣，专利发明人已对其进行了大量的研究，初步分析其主要成分如下：

[0007] 山东魏桥氧化铝厂赤泥絮凝剂酸浸渣主要化学成分

[0008]成分 SiO2 Al2O3 CaO Fe2O3 TiO2 K2O MgO Cl
含量/% 40.63 20.10 1.47 9.9 9.18 0.275 0.245 1.87

[0009] 由于赤泥絮凝剂酸浸渣酸性高，目前几乎没有得到应用，大量的堆积对地下水，周边植被及空气造成大量的危害。经查阅文献，目前几乎没有研究学者及机构有对赤泥絮凝剂酸浸渣进行利用研究。发明人针对赤泥絮凝剂酸浸渣，利用其特定的性质，通过水洗、与活化剂混合煅烧，捏合造粒，制备出一种赤泥絮凝剂酸浸渣硅肥。本专利不仅避免了赤泥絮凝剂酸浸渣对环境的污染，将其制成肥料，进一步实现了其资源化利用。

发明内容

[0010] 本发明的目的是提供一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，原材料易获得、可大规模生产且成本低。

[0011] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0012] 一种利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥的方法，包括以下步骤：

[0013] （1） 将赤泥絮凝剂酸浸渣进行预处理；

[0014] （2） 将第一步处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣与氢氧化钾和碳酸钾混合均匀；

[0015] （3） 将第二步混合均匀的原料进行煅烧，之后冷却、磨细；

[0016] （4） 将第三步磨细后的原料添加增效剂，配入水并搅拌均匀，利用造粒机造粒，烘干，即可得到硅肥。

[0017] 优选的，步骤（1）中预处理的方法为：将赤泥絮凝剂酸浸渣与水按质量比为（1 2）：~
（3 5）混合，并搅拌均匀，沉降15 30小时后，取下层固体沉降物，80 120℃干燥，磨细。赤泥~ ~ ~
絮凝剂酸浸渣水洗预处理部分是为了去除赤泥絮凝剂酸浸渣中过量的盐酸，使赤泥絮凝剂酸浸渣的pH值由0左右升高至3左右，另一个目的是为了尽量除去赤泥絮凝剂酸浸渣中对于制备硅肥的无机盐等无效成分如氯化钠、氯化铁及氯化铝等成分。

[0018] 优选的，按照重量份数计，步骤（2）中各组分的原料配比为：赤泥絮凝剂酸浸渣40~70份，氢氧化钾20 30份，碳酸钾5 15份。实验设计利用氢氧化钾与预处理的赤泥絮凝剂酸~ ~
浸渣中不溶性二氧化硅发生反应，生成硅酸钾等可溶性硅酸盐，从而提高其有效硅含量。碳酸钾的加入是为降低生产成本的同时，碳酸钾在高温下分解，产生二氧化碳，能使最终煅烧后产物疏松多孔，比表面积增大，进一步提高其反应活性，从而起到增效的作用。

[0019] 优选的，步骤（3）中将混合好的原料放在马弗炉中煅烧，煅烧温度为350 500℃，煅~烧时间为3 8小时。
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[0020] 优选的，按照重量份数计，步骤（4）中的增效剂为2 5份水玻璃，添加经过前述步骤~制得样品质量为5 10%的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm，然后100~ ~ ~
130℃烘干，即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的硅肥。水玻璃本身是一种很好的水溶性硅肥，同时其也是一种很好的增粘剂，此部分加入水玻璃的原因是一部分可提高制备的硅肥的有效硅的含量，另一部其可提高最后复合粉体的粘度，提高造粒率。

[0021] 本发明的优点：目前暂无科研机构和学者有过利用赤泥絮凝剂酸浸渣制备硅肥工艺报道和研究，本发明弥补了这部分的空白，发明人有效的利用了赤泥絮凝剂酸浸渣，属于资源回收利用技术，符合绿色环保的要求，生产投入低，有较大的工业化价值，能有效避免环境污染。

具体实施方式

[0022] 实施例1:

[0023] （1）将赤泥絮凝剂酸浸渣20kg、水60kg，搅拌均匀，沉降24小时后，取下层固体沉降物，105℃干燥，磨细得到处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣；

[0024] （2）将（1）中得到的处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣、氢氧化钾、碳酸钾按质量分别为：赤泥絮凝剂酸浸渣6kg、氢氧化钾3kg、碳酸钾1.5kg混合均匀；

[0025] （3）将（2）中得到的样品在马弗炉中400℃煅烧4小时，冷却、磨细；

[0026] （4）将（3）中得到的磨细物料加入0.5kg的水玻璃，加入0.5kg的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm之间，然后120℃烘干即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的~硅肥。

[0027] 制备的硅肥运用中华人民共和国农业行业标准NY/T 797-2004硅肥标准中氟硅酸钾容量法测量，有效硅含量24.32%，水分1.6%，细度（通过250μm标准筛）88%。达到了NY/T 797-2004硅肥标准：有效硅含量≥20%，水分≤3%，细度（通过250μm标准筛）≥80%。

[0028] 实施例2：

[0029] （1）将赤泥絮凝剂酸浸渣20kg、水60kg，搅拌均匀，沉降24小时后，取下层固体沉降物，80℃干燥，磨细得到处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣；

[0030] （2）将（1）中得到的处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣、氢氧化钾、碳酸钾按质量分别为：赤泥絮凝剂酸浸渣4kg、氢氧化钾2kg、碳酸钾0.5kg混合均匀；

[0031] （3）将（2）中得到的样品在马弗炉中350℃煅烧4小时，冷却、磨细；

[0032] （4）将（3）中得到的磨细物料加入0.2kg的水玻璃，加入0.5kg的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm，然后100℃烘干即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的硅~肥。

[0033] 制备的硅肥运用中华人民共和国农业行业标准NY/T 797-2004硅肥标准中氟硅酸钾容量法测量，有效硅含量23.3%，水分2.9%，细度（通过250μm标准筛）82%。达到了NY/T 797-2004硅肥标准：有效硅含量≥20%，水分≤3%，细度（通过250μm标准筛）≥80%。

[0034] 实施例3:

[0035] （1）将赤泥絮凝剂酸浸渣30kg、水80kg，搅拌均匀，沉降24小时后，取下层固体沉降物，105℃干燥，磨细得到处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣；

[0036] （2）将（1）中得到的处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣、氢氧化钾、碳酸钾按质量分别为：赤泥絮凝剂酸浸渣6kg、氢氧化钾2.5kg、碳酸钾1kg混合均匀；

[0037] （3）将（2）中得到的样品在马弗炉中400℃煅烧4小时，冷却、磨细；

[0038] （4）将（3）中得到的磨细物料加入0.3kg的水玻璃，加入0.7kg的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm之间，然后120℃烘干即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的~硅肥。

[0039] 制备的硅肥运用中华人民共和国农业行业标准NY/T 797-2004硅肥标准中氟硅酸钾容量法测量，有效硅含量21.3%，水分2.1%，细度（通过250μm标准筛）85%。达到了NY/T 797-2004硅肥标准：有效硅含量≥20%，水分≤3%，细度（通过250μm标准筛）≥80%。

[0040] 实施例4：

[0041] （1）将赤泥絮凝剂酸浸渣40kg、水100kg，搅拌均匀，沉降24小时后，取下层固体沉降物，120℃干燥，磨细得到处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣；

[0042] （2）将（1）中得到的处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣、氢氧化钾、碳酸钾按质量分别为：赤泥絮凝剂酸浸渣7kg、氢氧化钾3kg、碳酸钾1.5kg混合均匀；

[0043] （3）将（2）中得到的样品在马弗炉中500℃煅烧4小时，冷却、磨细；

[0044] （4）将（3）中得到的磨细物料加入0.5kg的水玻璃，加入1kg的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm，然后120℃烘干即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的硅肥。~

[0045] 制备的硅肥运用中华人民共和国农业行业标准NY/T 797-2004硅肥标准中氟硅酸钾容量法测量，有效硅含量20.3%，水分1.8%，细度（通过250μm标准筛）86%。达到了NY/T 797-2004硅肥标准：有效硅含量≥20%，水分≤3%，细度（通过250μm标准筛）≥80%。

[0046] 对比例：

[0047] （1）将赤泥絮凝剂酸浸渣10kg、水60kg，搅拌均匀，沉降24小时后，取下层固体沉降物，105℃干燥，磨细得到处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣；

[0048] （2）将（1）中得到的处理后的赤泥絮凝剂酸浸渣、氢氧化钾、碳酸钾按质量分别为：赤泥絮凝剂酸浸渣3kg、氢氧化钾1kg、碳酸钾0.3kg混合均匀；将（2）中得到的样品在马弗炉中300℃煅烧4小时，冷却、磨细；

[0049] （3）将（3）中得到的磨细物料加入0.3kg的水玻璃，加入0.7kg的水，在滚筒造粒机中进行造粒，控制成球粒度在5 10mm，然后120℃烘干即得到赤泥絮凝剂酸浸渣制备的硅~肥。

[0050] 制备的硅肥运用中华人民共和国农业行业标准NY/T 797-2004硅肥标准中氟硅酸钾容量法测量，有效硅含量7.3%，水分1.8%，细度（通过250μm标准筛）81%。未达到了NY/T 797-2004硅肥标准：有效硅含量≥20%，水分≤3%，细度（通过250μm标准筛）≥80%。

[0051] 最后应说明的是：显然，上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。