CN115340418A - 一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法 - Google Patents

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韩朝应
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张彩芹
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Abstract

本发明涉及高硫镁态富钙生产技术领域，具体为一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，利用供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰代替外购的钙镁磷肥，粉煤灰中存在活性碱性有效降低部分游离酸，且煤灰粉中含有植物生长所需的铁、镁、硫等元素，可实现富钙产品增值增效，降低外购成本并实现煤灰粉的高效利用。

Description

一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法
技术领域
本发明涉及高硫镁态富钙生产技术领域，具体为一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法。
背景技术
富钙的有效P2O5含量是介于过磷酸钙(普钙)和重过磷酸钙(重钙)之间的磷肥产品，有效P2O5含量根据客户需求的不同，主要有32％、34％、36％、38％等不同的规格。
化工企业拥有生产能力10万吨/年和20万吨/年的两套重钙装置，根据市场对富钙产品的需求量情况，在保留生产重钙产品功能的同时，改产富钙；当前市场上富钙产品生产的方法主要由混配法和料浆法，混配法以鲜钙(重钙粉)为原料，加其它外购的钙镁磷肥如石灰作为掺混剂，再进行造粒、干燥、筛分、冷却等工艺，从而生产出不同规格的富钙产品；料浆法根据不同富钙产品规格中P2O5含量的需求，计算设定的磷酸、磷矿粉、硫酸或者磷酸、磷矿粉的不同比例，使物料在反应器进行混合反应制成料浆，经喷浆造粒、干燥、筛分、冷却等工序生产出不同规格的富钙产品。
上述方法存在成本高，工艺复杂，制备的富钙产品中游离酸含量较高，有效成分含量不理想等问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，所述方法包括鲜钙与粉煤灰进行混合反应后，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却后即可，其中鲜钙：粉煤灰按照(5-15)：1重量配比混合反应。
进一步的，以鲜钙：粉煤灰按照(8-12)：1重量配比混合反应。
进一步的，以鲜钙：粉煤灰按照10：1重量配比混合反应。
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
上述鲜钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨：磷矿砂经过球磨机进行研磨，得矿粉；
(2)混合反应：浓磷酸通过泵输送至混合器内与矿粉混合，加热至80-90℃进行反应，反应时间为2-3h；
(3)熟化：反应后的料浆输送至熟化库内，在温度为50-60℃条件下熟化7-10天即可。
进一步的，所述矿粉≥200目。
进一步的，所述混合反应温度为85℃，反应时间为2h。
进一步的，所述熟化温度为55℃，时间7天。
进一步的，所述浓磷酸P2O5≥45％，含固量＜4％。
进一步的，所述鲜钙与粉煤灰混合反应后，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可。
进一步的，所述鲜钙与粉煤灰混合反应的温度为常温，反应时间为1h。
上述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法制备的富钙产品在肥料中的应用。
有益效果
1、利用供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰代替外购的钙镁磷肥，粉煤灰中存在活性碱性成分能够有效降低游离酸，且煤灰粉中含有植物生长所需的铁、镁、硫等元素，可实现富钙产品增值增效，降低外购成本并实现煤灰粉的高效利用。
2、通过添加煤灰粉，可使富钙产品游离酸降低至3％以下，以煤灰粉添加量按照鲜钙:煤灰粉＝10:1的配比为最优选，按公司富钙产量10万吨/年计算，每年需采购钙镁磷肥7000-10000吨，采购成本600余万元，将粉煤灰替代购买的钙镁磷肥，可节约钙镁磷肥采购成本，同时回收利用煤灰1万吨。。
3、直接可以使用重钙生产工艺和生产装置生产富钙产品。
4、该富钙产品用作肥料时，能够显著促进作物的生长发育，改善作物的品质，提高口感和营养价值。
具体实施方式
实施例1
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取500g鲜钙与100g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉，指标为：w(P2O5总)＝43.5％，w(P2O5游)＝10.76％，w(水分)＝16.62％；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰；该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
实施例2
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取450g鲜钙与30g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉，指标为：w(P2O5总)＝43.5％，w(P2O5游)＝10.76％，w(水分)＝16.62％；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰；该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
实施例3
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取500g鲜钙与50g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
实施例1-实施例3所采用的鲜钙指标为：w(P2O5总)＝44.7％，w(P2O5游)＝11.15％，w(水分)＝17.35％。
实施例4
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取600g鲜钙与100g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％；
所述鲜钙按照以下方法制备而成：
上述鲜钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨：磷矿砂经过球磨机进行研磨，得矿粉，所述矿粉为200目；
(2)混合反应：浓磷酸通过泵输送至混合器内与矿粉混合，加热至80℃进行反应，反应时间为2h；
(3)熟化：反应后的料浆输送至熟化库内，在温度为50℃条件下熟化7天即可。
鲜钙指标为：w(P2O5总)＝41.8％，w(P2O5游)＝8.79％，w(水分)＝17.15％。
实施例5
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取400g鲜钙与50g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉，指标为：w(P2O5总)＝43.5％，w(P2O5游)＝10.76％，w(水分)＝16.62％；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％；
所述鲜钙按照以下方法制备而成：
上述鲜钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨：磷矿砂经过球磨机进行研磨，得矿粉，所述矿粉为200目；
(2)混合反应：浓磷酸通过泵输送至混合器内与矿粉混合，加热至90℃进行反应，反应时间为3h；
(3)熟化：反应后的料浆输送至熟化库内，在温度为60℃条件下熟化10天即可。
鲜钙指标为：w(P2O5总)＝40.9％，w(P2O5游)＝9.26％，w(水分)＝15.26％。
实施例6
一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，取650g鲜钙与50g粉煤灰混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可；
所述鲜钙为重钙粉；
所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
所述鲜钙按照以下方法制备而成：
上述鲜钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨：磷矿砂经过球磨机进行研磨，得矿粉，所述矿粉为200目；
(2)混合反应：浓磷酸通过泵输送至混合器内与矿粉混合，加热至85℃进行反应，反应时间为2h；
(3)熟化：反应后的料浆输送至熟化库内，在温度为55℃条件下熟化7天即可。
鲜钙指标为：w(P2O5总)＝43.9％，w(P2O5游)＝11.28％，w(水分)＝16.87％。
对上述实施例制备的的富钙产品进行游离酸的测定，结果如(表1)所示：
组别 鲜钙(P<sub>2</sub>O<sub>5游</sub>)含量％ 富钙(P<sub>2</sub>O<sub>5游</sub>)含量％
实施例1 11.15 2.84
实施例2 11.15 2.79
实施例3 11.15 2.68
实施例4 8.79 2.73
实施例5 9.26 2.75
实施例6 11.28 2.77
表1
从表1中试验数据可知，本发明方案能够有效的降低富钙产品中游离酸含量，可降低至3％以下；而传统工艺采用的的石灰、磷石膏等，不仅成本高，且处理后的富钙产品游离酸含量在3％-5％区间，效果不如本发明理想。
试验例1
鲜钙与粉煤灰的配比关系研究：
称取50g粉煤灰于混合装置中，分别按照200g、250g、300g、350g、400g、450个、500g、550g、600g、650g、700g、750g、800g的量加入鲜钙进行混合，得到的散料输送至粒钙车间进行造粒、干燥、筛分、冷却，得富钙成品，其中鲜钙指标为：w(P2O5总)＝43.5％，w(P2O5游)＝10.76％，w(水分)＝16.62％，分别对富钙成品的游离P2O5含量进行检测，结果如下(表2)所示：
Figure BDA0003664796740000071
表2
从表2中试验数据可知，粉煤灰的用量对于富钙产品中游离酸含量有着至关重要的影响，在250-750g区间，P2O5总含量均＜40％，游离P2O5含量均＜2.90％；而在400-600区间，P2O5总含量均＜38％，游离P2O5含量均＜2.70％；粉煤灰的用量在500时，效果达到最佳，其P2O5总含量为36.2％，游离P2O5含量为2.45％，游离酸降低效果最为明显。
试验例2
2.1粉煤灰、石灰以及磷石膏对富钙产品品质影响研究：
采用同试验例1相同的鲜钙，称取500g于混合装置中，分别加入粉煤灰、石灰以及磷石膏混合，加入量均为50g，混合后得到的散料输送至粒钙车间进行造粒、干燥、筛分、冷却，得富钙成品，分别对富钙成品的游离P2O5含量进行检测，结果如下(表3)所示：
组别 鲜钙(P<sub>2</sub>O<sub>5游</sub>)含量％ 富钙(P<sub>2</sub>O<sub>5游</sub>)含量％
粉煤灰组 10.76 2.45
石灰组 10.76 3.45
磷石膏组 10.76 3.76
表3
从表3中试验数据可知，采用石灰和磷石膏虽然能够改善富钙产品中的游离酸含量，但是效果没有本发明显著，本发明富钙游离酸含量可达到2.45％。
2.2粉煤灰、石灰以及磷石膏富钙产品对番茄品质改善效果研究：
试验在贵州省农科院番茄种植大棚内进行，试验设计A、B、C、空白共4组，A组采用粉煤灰制备的富钙产品，B组采用石灰制备富钙产品，C组采用磷石膏制备的富钙产品，制备方法同2.1，每组设三次重复处理，随机排列，共12个小区，小区面积33m2(5.5m×6m)，每组富钙产品共追肥两次，追肥时间一致，且用量相同，空白组不作追肥处理，试验结果后，对番茄可溶性固形物、Vc含量、可溶性总糖含量进行检测，结果如下(表4)所示
Figure BDA0003664796740000081
表4
从表4中试验数据可知，相比于采用石灰、磷石膏制备的富钙产品，采用本发明方案制备的富钙产品对于番茄的品质改善效果最好，其可溶性固形物含量达到3.87％，可溶性总糖含量为5.15g·(100g)-1，Vc含量达到19.61mg·(100g)-1)。
此外，将该富钙产品用于玉米、大豆、菠菜等作物中，同样也能达到改善作物品质的效果。

Claims (10)

1.一种利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述方法包括鲜钙与粉煤灰进行混合反应，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却后即可；所述鲜钙与粉煤灰按照(5-15)：1重量配比混合反应。
2.如权利要求1所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，以鲜钙：粉煤灰按照(8-12)：1重量配比混合反应。
3.如权利要求1或2所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，以鲜钙：粉煤灰按照10：1重量配比混合反应。
4.如权利要求1-3任一项所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述粉煤灰为供汽车间锅炉房布袋除尘系统产生的粉煤灰，该粉煤灰：w(Fe2O3)＝3.7％，w(CaO，MgO)＝23.67％，w(S)＝10.24％。
5.如权利要求1-3任一项所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述鲜钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)研磨：磷矿砂经过球磨机进行研磨，得矿粉；
(2)混合反应：浓磷酸通过泵输送至混合器内与矿粉混合，加热至80-90℃进行反应，反应时间为2-3h；
(3)熟化：反应后的料浆输送至熟化库内，在温度为50-60℃条件下熟化7-10天即可。
6.如权利要求5所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述矿粉≥200目，所述浓磷酸P2O5≥45％，含固量＜4％。
7.如权利要求5所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述混合反应温度为85℃，反应时间为2h。
8.如权利要求5所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述熟化温度为55℃，时间7天。
9.如权利要求1-3任一项所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法，其特征在于，所述鲜钙与粉煤灰混合反应后，得到的散料经造粒、干燥、筛分、冷却、包装即可。
10.如权利要求1-3任一项所述利用粉煤灰制备高硫镁态富钙的方法制备的富钙产品在肥料中的应用。
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