一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法。其主要內容是將微硅粉、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合肥料。肥料中總有效養分大于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。本發明的生產原料多數由天然礦物質所組成，具有取材方便、成本低廉等優勢，產品可用來調節酸性或鹽堿地土壤的理化性質、全面提升中微量元素水平，是一種天然礦物質復合肥料，具有較高的應用價值和市場推廣潛力。
【專利說明】一種利用微娃粉生產中量元素肥料的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及新型肥料領域，屬于農業科學。具體涉及一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法。
【背景技術】
[0002]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硅(金屬硅)時，礦熱電爐內產生出大量揮發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，由于國內新建硅鐵、工業硅爐數量的增加，微硅粉產量迅速上升，微硅粉開始處于無人問津的境地。大量堆積的微硅粉，給企業造成了巨大的環境壓力，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。
[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。主要應用行業包括:混凝土工業、耐火材料添加劑，冶金球團助劑、水泥摻和劑等領域。我國在此領域內的研究起步較晚，至今還沒有引起太多關注。微硅粉在我國還屬于一種粗放型的工業副產品，開發它的潛在應用價值意義重大。在我國目前多被用于混凝土、耐火材料、水利水電工程、公路建設等方面。但將微硅粉用于制肥領域較少有人研究。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，提高農作物的結實率的作用。微硅粉中硅含量高，活性強，完全可以用作硅肥。
[0004]本發明的技術路線是: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，生產出一種以中量兀素娃、鈣、鎂、硫為營養兀素的弱堿性肥料。它對于提高土壤和農作物中中量元素水平，抑制土壤酸化具有重大意義。
[0005]本發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合肥料。
【發明內容】
[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合肥料。
[0007]本發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。[0008]一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法，生產原料以質量百分比(％)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和助添加劑III~5
再將上述混合物料經過球磨，烘干，成型加工，焙燒活化，冷卻，粉碎，制得中量元素礦物質復合肥料，最后包裝成袋。
[0009]上述方法中，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。
[0010]上述方法中，所述的助添加劑II為芒硝、食鹽或氟化鈉中的一種以上。
[0011]上述方法中，所述助添加劑I和II之間的質量比為1:0.5~1:3。
[0012]上述方法中，所述球磨為將混合物料球磨至粒徑小于0.10mm。
[0013]上述方法中，所述烘干是將混合物料烘干至含水率小于6%。
[0014]上述方法中，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。`
[0015]上述方法中，所述焙燒活化的焙燒溫度800~1100°C，焙燒時間為0.5~4小時。
[0016]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等農作物所需要的微量元素養分，pH= 9.00~12.00，重金屬含量達農用粉煤灰國家質量標準。是一種適合偏酸性土壤使用的復合肥料。
[0017]與現有技術相比，本發明的優點包括:
(I)綜合利用了微硅粉這一固體廢棄物的成分特點，體現了資源循環和高效利用的科學理念。
[0018](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傳統的1200°C下降到 800 ~IlOO0Co
[0019](3)生產的復合肥料中中量元素組份齊全，可達到平衡施肥的效果。
[0020](4)從燒成物中重金屬的含量看，重金屬含量均遠遠低于農用粉煤灰國家質量標準，不會對環境引起二次污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]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】
[0022]以下結合具體實施例來對本發明作進一步說明。
[0023]實施例1
某肥料公司是一家生產氮磷鉀復合肥料的大型國有企業。采用此工藝生產中量元素肥料，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(質量比1:1)；助添加劑II為芒硝+食鹽(質量比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，并進入活化窯內進行焙燒,溫度控制在900°C，焙燒時間I小時。活化后的球粒進行冷卻、粉碎，可制成中量元素礦物質復合肥料。其中通過第三方成分檢驗得知:生產的肥料中的有效養分大于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%，并含有多種微量兀素。產品的pH=9.5,生產成本可控制在550兀/噸以下,是一種含有多種中量兀素的礦物質復合肥料。而且重金屬含量遠低于國家標準。
[0024]表1本實施例中所得出廠的目標產品中的重金屬含量與國家標準對比
【權利要求】
1.一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法，其特征在于，生產原料以質量百分比(%)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和助添加劑III~5 再將上述混合物料經過球磨，烘干，成型加工，焙燒活化，冷卻，粉碎，制得中量元素礦物質復合肥料，最后包裝成袋。
2.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產中量元素肥料的方法，其特征在于，所述助添加劑I和II之間的質量比為1:0.5~1:3。
5.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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.根據權利要求1所述的一種利用微硅粉生產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】C05G1/00GK103771966SQ201310708529
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】石林 申請人:華南理工大學