CN105819960A - 利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺，将质量百分比分别为50%的炼铁渣和10%的钢渣，混合后使用球磨机磨细到250目，加入到圆盘造球机或者滚筒造球机内，然后再加入质量百分比为20%的潮湿的生活污泥进行造球；球体形成以后，加入质量百分比为20%的粉煤灰继续进行造球，球体干燥至其中水分含量小于3%之后，出料包装，将造好的球体作为化肥出售使用。

Description

利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺
技术领域
本发明涉及一种利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺。
背景技术
城市污泥来源于城市废水处理过程。按污水的处理方法，城市生活污泥的生物固体可分为四类：(1)初沉污泥。指污水一级处理中产生的沉淀物；(2)活性污泥，来自生化处理系统二次沉淀池的污泥，扣除回流到曝气池的那部分后．剩余的部分称为剩余活性污泥；(3)消化污泥，生物污泥经厌氧消化处理后产生的污泥称为消化污泥；(4)化学污泥，指化学强化一级处理(或三级处理)后产生的污泥。城市污泥的产量巨大并且成分复杂，是城市污水处理不可避免的产物，污泥的重要特性是：(1)含有机物多，性质不稳定，易腐化发臭；(2)有毒有害污染物的含量高，废水处理过程中许多有害物质富集到污泥中；(3)含水率高，呈胶状结构，不易脱水；(4)可用管道输送；(5)含较多植物营养素，有肥效；(6)含病原菌及寄生虫卵。
查阅文献：（1）周少奇．城市污泥处理处置与资源化[M]．广州：华南理工大学出版社．2002．11—12．(2)杨岳平，徐新华，刘传富．废水处理工程及实例分析[M]．北京：环境科学与工程出版中心．2003．116—119．（3）中华人民共和国城镇建设行业标准，CJ/T3059一1996可知，城市生活污泥可以作为农肥使用，但是处理的工艺难度大，对于环境的影响因素较多。
转炉钢渣是一种碱度在2.5以上的碱性集料，也被称为是过烧的硅酸盐水泥熟料，炼铁工艺过程中的缓冷炼铁渣，也是一种弱碱性的硅酸盐结构。根据“中华人民共和国农业行业标准NY/T797-2004”可知，钢铁渣作为生产硅肥是国内外化肥企业的主流工艺。
燃煤电厂将煤磨细成100μm以下的细粉，用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧，产生高温烟气，经捕尘装置捕集形成粉煤灰。因粉煤灰组成中的含碳量不同，由乳白到灰黑呈不同颜色，含碳量越高，颜色越深，质量越好。粉煤灰化学成分组成是评价其质量高低的重要技术参数。它的成分类似粘土，主要包括SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和未燃尽炭。其矿物来源于母煤，其中以铝硅酸盐类粘土矿和氧化硅为主。我国粉煤灰中的多孔铝硅玻璃体为数最多，其颗粒有较大的比表面积，具有很好的吸收功能。根据“中华人民共和国农业行业标准NY/T797-2004”可知，粉煤灰也是生产工艺硅肥的主要原料。
查阅文献（1）浙江大学余观梅的硕士学位论文：“粉煤灰对污泥中重金属的钝化作用及其在园林绿化中应用的研究”中间有“污水中病原物种类繁多，且与当地人群的健康状况、年龄结构、当地病原物流行病学和病原学状态、污水的物理状态等因素密切相关。城市污水中病原物主要为肠道细菌、蠕虫寄生虫及病毒三大类型，其中尤以沙门氏菌、蛔虫、绦虫，肠道病毒最常见。各种病原物在环境中的存活力取决于病原物本身，还与环境的光照、温度、湿度、pH值等因素密切相关，有的仅存活几小时，有的则可活数月甚至数年。”的内容表述；（2）合肥工业大学的刘珍珍的硕士论文“利用工业废渣与城市污泥制作生态砖的试验研究”中间的研究结果表明，美国新泽西州有使用污泥压制成粒，销售给农业和化肥工业的工艺方法。（3）重庆大学的王力在他的硕士论文“利用磷石膏、粉煤灰和电石渣固化城市污水处理厂污泥试验研究”论文中间有“当前，污泥的主要处理方法是主卫生填埋、堆肥、焚烧、投放海洋和农业利用，虽然方法较多，但每种方法都会受到地域性、经济条件等诸多方面的限制，并不能广泛推行使用。”的内容表述。（4）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》一书中间，指出钢渣粉和矿渣粉是一种反应较慢的胶凝材料。
发明内容
本发明的目在在于提供一种利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺，将炼钢转炉钢渣和炼铁的缓冷渣磨细与一定量的生活污泥混合后再在圆盘造球机上搅拌成球，然后添加一定比例的粉煤灰，制成为能够被农作物吸收的缓释型硅肥，在农业生产中使用。
本发明的目的是这样实现的：一种利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺，将质量百分比分别为50%的炼铁渣和10%的钢渣，混合后使用球磨机磨细到250目，加入到圆盘造球机或者滚筒造球机内，然后再加入质量百分比为20%的潮湿的生活污泥进行造球；球体形成以后，加入质量百分比为20%的粉煤灰继续进行造球，球体干燥至其中水分含量小于3%之后，出料包装，将造好的球体作为化肥出售使用。
本发明通过球磨机，将钢渣和矿渣磨细到250目，添加生活污泥造球，球体形成后再添加粉煤灰继续混合造球，利用粉煤灰吸附球体多余的水分，然后将水分含量小于3%的球体采用隔潮包装，作为硅肥，在农业生产中应用。
本发明的技术原理：
（1）钢渣和炼铁渣的多孔性和碱性特点，在添加污泥后，污泥中间的水分携带的病菌进入钢渣小孔内，与钢渣水化反应，碱性条件下，大部分的病菌死亡，达到灭菌的目的。其中游离氧化钙的水化反应如下：
CaO(s)+H2O=Ca（OH）2
（2）钢渣和炼铁渣水化反应后，以有机质为核心形成球体，由于粒度控制在250目，故水化反应形成的球体内部强度较低，在外部添加粉煤灰以后，粉煤灰的火山灰效应，增强了球体的外部强度，便于保存和施用。在进入农田以后，球体内部的有机质遇水膨胀或者分解，引起球体碎裂，成为一个个小颗粒，便于作物吸收。
本发明的有益作用：生活污泥使用碱性钢渣和炼铁渣混合造球，工艺过程中升高了污泥环境的PH值，在灭菌的同时，形成了结构强度较低的化肥颗粒，实现了行业之间学科的交叉和融合，是一种绿色循环经济的模式。传统的硅肥生产工艺，大多数是粉剂，使用过程中扬尘较多，造球后避免了这一短板。污泥的处理具有速度快，对于环境污染的危害减少。本发明的创新点基于以下的几点：利用钢铁渣的碱性特点进行灭菌处理污泥，而且实现了缓释型硅肥的造粒。磨细到250目的钢铁渣，在机械力化学反应的作用下，中间的硅酸盐能够具有潜在的水化反应活性，但是反应活性不高，避免了化肥球体强度大，施入农田后不能够及时吸收的缺点，在施入土壤后，球体中间的有机质分解，能够保证大部分的球体碎裂成为一个个小颗粒，在农田或者土壤中，能够在植物根部形成的弱酸性环境下，成为被农作物吸收的营养元素。
具体实施方式
实施例：
1)将质量百分比为50%的炼铁渣和质量百分比为10%的钢渣，混合后使用球磨机磨细到250目，加入到圆盘造球机或者滚筒造球机内，然后再加入质量百分比为20%的潮湿的生活污泥进行造球；
2)球体形成以后，加入质量百分比为20%的粉煤灰继续进行造球，球体干燥至其中水分含量小于3%之后，出料包装；
3）将造好的球体作为化肥出售使用。

Claims (1)

1.一种利用钢铁渣和城市生活污泥生产缓释型硅肥的工艺，其特征在于将质量百分比分别为50%的炼铁渣和10%的钢渣，混合后使用球磨机磨细到250目，加入到圆盘造球机或者滚筒造球机内，然后再加入质量百分比为20%的潮湿的生活污泥进行造球；球体形成以后，加入质量百分比为20%的粉煤灰继续进行造球，球体干燥至其中水分含量小于3%之后，出料包装，将造好的球体作为化肥出售使用。
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