CN105669280A - 一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，步骤如下：1)将生产电石的矿热炉所产生的一次除尘灰和布袋除尘灰各40%，再添加20%的粉煤灰，混匀后拉运到球磨机工序待用；所述比例为重量百分比；2)将混合好的原料加入球磨机球磨到粒度为150目；3)将磨细后的混合料出料，缓冷到25℃左右，直接作为硅肥使用，或者造球后作为硅肥使用。

Description

一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺

技术领域

本发明涉及一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺。

背景技术

电石的生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。其主要生产过程是：原料加工；（1）配料，将石灰和碳素原料按照一定的比例搭配；（2）通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内。（3）在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：CaO+3C→CaC₂+CO。（4）熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应过程中产生的各类粉尘成为除尘灰进入除尘系统，被除尘器收集，成为除尘灰，这种除尘灰成分特殊，无法在水泥行业和其它的行业使用。

查阅文献（1）查阅“中华人民共和国农业行业标准NY/T797-2004”可知，生产硅肥的主要原料是钢铁渣、黄磷渣、钾长石、造纸黑液、粉煤灰，该标准中间没有提及利用电石炉除尘灰生产硅肥的内容。（2）郭海珠、余森主编，由中国建材工业出版社于2000年出版的《实用耐火原料手册》一书，第18页有：“温度在1470℃，α-磷石英向α方石英转变的内容表述”（3）俞海明、王强与2015年12月在冶金工业出版社出版的国家重点图书《钢渣处理与综合利用》一书之间，没有提及利用电石渣生产化肥的内容。查阅以上的文献可知，目前还没有利用电石渣生产硅肥的工艺方法，但是电石炉生产电石过程中产生的除尘灰中间的SiO₂是晶体结构独特的α方石英结构。

发明人的研究发现，电石渣是由电石矿热炉生产时，加入的石灰和焦炭，在电弧的高温下，电弧区的温度高达3000～6000℃，由于石灰中间的SiO₂与碳反应的吉布斯自由能低于氧化钙与碳反应的吉布斯自由能，故SiO₂优先与碳发生反应，生成的硅或者氧化硅在气化后，进入炉气，与炉气中间的氧发生反应，高温条件下生成二氧化硅，然后再在空冷的条件下形成二氧化硅小颗粒，其晶体结构为晶格不稳定状态，这一阶段能够发生的反应如下：

SiO₂+C=SiO+CO；

SiO₂+C=Si+CO；

Si+O₂=SiO_2；

也有部分SiO₂的细小颗粒物，进入除尘系统，由于除尘系统的温度在700℃以上，所以细小的SiO₂颗粒，在高温状态下，晶型发生转变，晶体间的键能吸收能量后，键能减小。

所以从电石炉除尘灰系统产生的除尘灰，如果施加一定的机械力，在机械力化学反应原理的作用下，破坏SiO₂晶体键能，SiO₂将会转变为具有枸溶性的SiO₂，能够被植物吸收。所以利用电石炉的除尘灰能够生产具有枸溶性的缓释型硅肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，能够利用电石炉除尘灰生产硅肥，变废为宝。

本发明的目的是这样实现的，一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，将电石炉的除尘灰添加部分粉煤灰混合后，加入到球磨机内，磨细到150目，然后将磨细的粉剂直接包装，或者造粒后作为硅肥，在农业生产中应用。其中生产的化肥符合国标NY/T797-2004的标准，在保证枸溶硅SiO₂>20%的前提下，化肥中还含有农作物所需的K₂O、SO₃、TiO₂、CaO、MgO、P₂O₅、Fe₂O₃等农作物有益的微量元素，然后作为硅肥使用。

本发明的技术原理：

（1）天然的石英砂或者硅石中间的SiO₂性质比较稳定，是结晶态结构，在受热以后产生的细小颗粒物，是无定型态的SiO₂。

（2）在电石冶炼过程中，二氧化硅被还原后，进入炉气二次被氧化成为SiO₂，形成的是无定型的SiO₂，晶体间的键能较小。

（3）对于无定型状态的SiO₂所具有的键能，采用机械力激发的方法，使之具有了反应活性，在植物根部酸性环境下，H⁺能够与SiO₂反应，生成SiO_2˙H₂O能够被植物吸收。

本发明的有益作用：1、电石冶炼过程中产生的除尘灰，由于氧化镁含量较高，磷硫含量较高，无法规模化的应用于水泥或者其它的行业，本发明充分利用了电石冶炼过程中产生的除尘灰之成分特点，生产硅肥，既利用了除尘灰中间的有益成分，也利用了高温条件下形成的二氧化硅其中的晶体特点，采用机械力化学激发的工艺，使其成为农作物能够吸收的硅肥，是一种生产绿色硅肥的工艺方法。2、由于生产电石采用的原料，大多数是石灰石，中间危害农田的重金属含量较低，所以生产的硅肥对于土壤环境的影响较小。

具体实施方式：

实施例：一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，步骤如下：

1)将生产电石的矿热炉所产生的一次除尘灰和布袋除尘灰各40%，再添加20%的粉煤灰，混匀后拉运到球磨机工序待用；所述比例为重量百分比；

2)将混合好的原料加入球磨机球磨到粒度为150目；

将磨细后的混合料出料，缓冷到25℃左右，直接作为硅肥使用，或者造球后作为硅肥使用。

Claims (1)

1.一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，其特征是：步骤如下：

1)将生产电石的矿热炉所产生的一次除尘灰和布袋除尘灰各40%，再添加20%的粉煤灰，混匀后拉运到球磨机工序待用；所述比例为重量百分比；

2)将混合好的原料加入球磨机球磨到粒度为150目；

3)将磨细后的混合料出料，缓冷到25℃左右，直接作为硅肥使用，或者造球后作为硅肥使用。