CN106810320A - 活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用和制造方法。是以非水溶性钾矿为原料，将中性活化剂加入非水溶性钾矿中，混匀后造粒，经煅烧后粉碎制造得到活化钾肥；所述中性活化剂为氯化钙、氯化钠、氯化镁或光卤石中的一种或几种的混合物。基于所述活化剂的应用，本发明可以为现有煅烧主流技术为主的生产企业解决高温的技术难题，本发明方法不用改变原有的煅烧生产设备，可利用原有各类煅烧炉，仅需加入易得廉价的活化剂，就可实现由1300℃降温至900℃进行生产，在节能同时还可大幅度提升有效钾水平，适应性广，有广阔的市场前景，开拓出一条降温煅烧生产活化钾肥的新技术途径。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，更具体地，涉及一种活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用和制造方法。
背景技术
钾是种植业肥料NPK三要素之一。我国水溶钾矿资源不足，对外依存度高达 50%，2010年澳洲必和必拓公司企图收购加拿大钾肥公司，使我国钾肥供应保障的潜在威胁进一步凸显。研发节能、高效和经济可行的非水溶性钾矿制肥产业化技术，对破解钾资源受制于人的困局、保障粮食安全具有重大的战略意义。为此，农业部随即启动了“钾肥高效利用与钾素替代技术研究”课题进行攻关。目前我国利用难溶钾矿的主流技术为高温煅烧，煅烧温度高达1250℃。
如果有可行的办法，在现行高温煅烧的主流技术架构下，实现降温煅烧，将为我国大量煅烧法制造活化钾肥开拓一条节能降耗的新技术途径。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是针对现有高温煅烧制造活化钾肥的技术不足，提供一种活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用。基于所述活化剂的应用，本发明可以为现有高温煅烧主流技术为主的生产企业解决高温的技术难题，通过加入适宜的活化剂，实现降温活化，明显促进钾的释放，开拓出一条降温煅烧生产活化钾肥的新技术途径。
本发明要解决的另一技术问题是提供活化钾肥的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
提供一种活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，是以非水溶性钾矿为原料，将中性活化剂加入非水溶性钾矿中，混匀后造粒，经煅烧后粉碎制造得到活化钾肥；所述中性活化剂为氯化钙、氯化钠、氯化镁或光卤石中的一种或几种的混合物。
本发明采用的上述活化剂均可单独或混合用于活化。在加入多种活化剂时，其总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值。
优选地，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.03～0.40:1。
优选地，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.08～0.25:1。
进一步优选地，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.10～0.18:1。
优选地，所述中性活化剂为含氯化钙、氯化钠、氯化镁和/或光卤石的化工厂的副产品或废弃物。
优选地，所述非溶性钾矿原料为钾长石、云母或花岗岩、富钾页岩中的一种或几种的混合物。
基于所述活化剂的应用，本发明同时提供一种制造活化钾肥的方法，是在现有煅烧的主流技术基础上，采用降温煅烧的方法，具体包括以下步骤：
S1.在所述非溶性钾矿原料中加入所述活化剂，混匀，搅拌造粒；
S2.经步骤S1造粒后入炉，于900℃煅烧；
S3.经步骤S2煅烧后出炉，风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品，即得。
本发明采用的上述活化剂均可单独或混合用于活化。在加入多种活化剂时，其总加入量不宜超过其中一种应加入量的最大值。
本发明具有以下优点：
本发明为现有的煅烧主流技术的高温缺陷提供了有效地解决方法，通过科学应用活化剂，结合现有的煅烧技术，成功实现采用降温煅烧的方法生产制造活化钾肥。与现有常规的高温煅烧技术相比较，本发明节能增效，煅烧温度降低300℃，还能同时提高钾的有效性。
本发明所采用的氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石为中性活化剂，相比于现有技术中常规使用的碱性活化剂，材料易得而廉价，应用效果良好，并且所述氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石还可以是某些化工厂的副产品或废弃物，可实现废物的高效利用。
本发明方法不用改变原有的煅烧生产设备，可利用原有各类煅烧炉，仅需加入易得廉价的活化剂，就可实现降温300℃进行生产，在节能同时还可大幅度提升有效钾水平，适应性广，有广阔的市场前景。
本发明所述活化钾肥的制备方法简单易行，条件温和，易于推广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，除非特别说明，本发明采用的原料及设备或方法为本技术领域常规的原料及设备或方法。
实施例1：
在钾长石（可粉碎或研磨至50～150目左右，下同）中加入氯化钠，氯化钠的加入量与钾长石的质量比为0.18:1，混匀，搅拌，造粒，入炉在900℃煅烧5h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例2：
在钾长石中加入含氯化钠（约10%）的化工厂废弃物（例如西北盐湖盐，沿海盐泥，卤水），废弃物的加入量与钾长石的质量比为0.15:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例3：
在钾长石中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.15:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例4
在富钾页岩中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.15:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例5：
在花岗岩中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.25:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例6：
在钾长石中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.15:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例7：
在钾长石中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.25:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例8：
在富钾页岩中加入氯化钠和氯化钙按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.18:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例9：
在钾长石中加入氯化钠和氯化镁按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.2:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品
实施例10：
在花岗岩中加入氯化钙和氯化镁按照质量比为1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.2:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例11：
在钾长石中加入氯化钙、氯化钠和氯化镁按照质量比为2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.3:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品
实施例12：
在钾长石中加入氯化钙、氯化钠和氯化镁按照质量比为1:1:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.3:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例13：
在钾长石中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁按照质量比为2:2:2混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.2:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例14：
在钾长石中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石按照质量比为2:2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.22:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例15：
在富钾页岩中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石按照质量比为2:2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.25:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例16：
在花岗岩中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石按照质量比为2:2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.01:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例17：
在钾长石富钾页岩（2；1）中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石按照质量比为2:2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.25:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例18：
在钾长石花岗岩（4；1）中加入氯化钙、氯化钠、氯化镁、光卤石按照质量比为2:2:2:1混合的混合物，混合物的加入量与钾长石的质量比为0.25:1，混匀搅拌造粒，入炉在900℃煅烧5 h。出炉风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品。
实施例19
采用以下测定方法来评价产品的性能：
1 钾释放的测定：
将实施例1～18所得产品中随机多批次抽取样品编号为样品1～8。分别称取0.5g样品1～8和0.5g常规高温（1250℃）煅烧产品作为对照样品。分别放入100mL塑料离心管中，加入纯水50mL，摇匀，振荡15min(振荡机速率180r/min)，离心10min（转速为5000r/min），上清液过滤，得滤液Ⅰ。再加入纯水50mL，摇匀，振荡15min(振荡机速率180r/min)，离心10min（转速为5000r/min），上清液过滤，得滤液Ⅱ。采用原子吸收法，分别测定上述三次或两次浸提的水溶性钾含量。与常规高温煅烧钾肥相比，活化钾肥的2次或3次浸提的水溶性钾含量大幅度提高，与常规高温煅烧产品的水溶性相比，增幅达100%左右。实验结果见表1所示：
表1 产品的性能检测结果
| 水溶性钾含量（%）（2次浸提） | |
| 常规高温（1250℃）煅烧产品 | 0.72 |
| 样品1 | 1.23 |
| 样品2 | 1.43 |
| 样品3 | 1.30 |
| 样品4 | 1.23 |
| 样品5 | 1.24 |
| 样品6 | 1.31 |
| 样品7 | 1.39 |
| 样品8 | 1.43 |
数据表明，降温煅烧钾肥比常规高温（1250℃）煅烧钾肥的水溶性钾明显提高，增幅达70～180%，本发明方法具有显著的节能增效作用。
将本发明上述实施例所得产品分别进行盆栽及大田肥效试验，试验结果表明：在有效K减量30%条件下，本发明所得降温煅烧钾肥与普通钾肥相比，肥效不减或更优，而且还具有明显的遏制土壤酸化的效果。
Claims (7)
1.活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，是以非水溶性钾矿为原料，将中性活化剂加入非水溶性钾矿中，混匀后造粒，经煅烧后粉碎制造得到活化钾肥；所述中性活化剂为氯化钙、氯化钠、氯化镁或光卤石中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.03～0.40:1。
3.根据权利要求1所述活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.08～0.25:1。
4.根据权利要求1所述活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，所述中性活化剂与非水溶性钾矿的质量比为0.10～0.18:1。
5.根据权利要求1至4任一项所述活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，所述中性活化剂为含氯化钙、氯化钠、氯化镁和/或光卤石的化工厂的副产品或废弃物。
6.根据权利要求1至4任一项所述活化剂在降温煅烧制造活化钾肥方面的应用，其特征在于，所述非溶性钾矿原料为钾长石、云母或花岗岩、富钾页岩中的一种或几种的混合物。
7.一种基于权利要求1至6任一项应用制造活化钾肥的方法，其特征在于，是采用降温煅烧的方法,包括以下步骤：
S1.在所述非溶性钾矿原料中加入所述活化剂，混匀，搅拌造粒；
S2.经步骤S1造粒后入炉，于900℃煅烧；
S3.经步骤S2煅烧后出炉，风冷或水淬后研磨成细粉，或再造成粒状产品，即得。
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