CN1216832C

CN1216832C - 利用硼泥生产硼镁肥的方法

Info

Publication number: CN1216832C
Application number: CN 02129938
Authority: CN
Inventors: 张有俊; 胡月阳
Original assignee: Xinyang Mineral Industry Co Ltd Dong
Current assignee: Xinyang Mineral Industry Co Ltd Dong
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: CN1415582A

Abstract

一种利用硼泥生产硼镁肥的方法，是将粉碎的硼泥与40～75%硫酸或硝酸反应5～10min，使其pH2.5～5.0，反应温度控制80～100℃，反应物料堆放降至室温，粉碎后用碳铵混合使pH5.5～9.0，而后加水造粒，再经干燥、筛分而成。也可在硼泥酸化反应时加入轻烧镁或水镁石粉，以增加镁含量；在造粒前加入硼砂可以增加硼的含量。发明的方法可以生产含水溶性B₂O₃0.5～2.1%，拘溶性MgO5～21%的硼镁肥。发明的突出特点是能使硼泥中的非水溶B₂O₃全部转化成水溶B₂O₃，从而制得高含量水溶性B₂O₃的硼镁肥，为能处理掉“堆积如山”的硼泥提供切实有效的方法，从而消除历时已久的环境污染。

Description

利用硼泥生产硼镁肥的方法

技术领域

本发明涉及的是无机肥料，特别是利用硼镁矿生产硼化物的废渣生产含有镁和硼的混合肥料。

背景技术

辽宁省东部有较丰富的纤维状硼镁矿(2MgO·B₂O₃·3H₂O)和硼镁铁矿(3MgO·FeO·Fe₂O₃·B₂O₃)，开采后大致用两种方法加工：一为碱法，用各种无机碱类分解矿石，最终产品为硼砂；另一方法为酸法，用各种无机酸为分解剂，一般最终产品为硼酸。每生产一吨硼砂需硼镁矿粉(含12％ B₂O₃)约4吨；生产一吨硼酸需硼镁矿粉(同上)6～7吨。多年来，硼砂和硼酸生产厂均将大量生产废渣——硼泥——堆放在排渣场上，有的已经堆放数十年，真正是“堆积如山”。硼不是有毒元素，但超量存在于土壤和水中，则对人、畜以及作物都是有害的。据报道，有学者经研究指出生活饮用和农用灌溉水中有效硼含量最高限为1ppm，土壤有效硼的控制标准为8ppm，并举出人畜过量摄取硼对健康的不良影响；作物在硼过量施用时的中毒症状及影响(王运华等《硼肥》化学工业出版社1998年版p82～85)。因此，大量硼泥的堆放不仅占用了土地，也会严重污染环境。

多年来，许多技术人员涉足硼泥的利用这一课题，如CN 1245219A(申请号98114245.1)所述的是利用硼泥与萤石、结合剂、添加剂等制成硼镁复合球，用于炼钢转炉造渣，其成渣速度快、脱硫效果好；又如CN 1309082A(申请号01111140.2)提供的是一种从硼酸生产中的硼泥中回收其中硼酸，实际回收率并不高。以上使用硼泥量不大，可以减少些许污染，但效果不明显。而在利用硼泥上最有前途的在于制造含有硼、镁的肥料的技术上。无论是生产硼砂还是生产硼酸的硼泥都含有相当量的硼和镁。而硼是植物生长发育必需的七种微量营养元素之一。土壤缺硼最为普遍，西欧和前苏联地区、美国、日本等国的土壤都缺硼，许多国家硼肥已成为常规肥施用。我国土壤缺肥相当广泛，常出现油菜“花而不实”，棉花“蕾而不花”，造成较为严重减产。镁是植物生长所必须的营养元素，是叶绿素的组成成分，是植物体内多种酶的活化剂，能促进光合作用，促进细胞壁的硅质化，提高其抗病虫害能力。CN 1169409A(申请号96117606.7)全营养颗粒肥料，用天然有机肥料发酵，用硼泥调节PH6.5～8.0，再配以多种无机化肥而制成，其对水稻、玉米、棉花及茄果蔬菜有明显增产，然而硼泥用量太少(仅占6‰左右)。CN 1281838A(申请号00122938.9)所提供的是一种高效多元素复混肥料，是用硼泥加水调浆，用稀硫酸中和反应4h，再用浓度为50～70％硫酸反应8h，使酸化硼泥PH达到中性，用含有氮、磷、钾、锌的无机化肥、化合物与腐植酸混配而成，与常规肥对比，对水稻、玉米有明显地增产作用。然而该技术会产生相当量的废水，且反应时间太长(仅硼泥酸化反应两次达12h)，最关键的问题是硼泥中的硼需在酸性(PH≤5)下才能转化为可溶性的B₂O₃，该技术反应仅为中性，其转化肯定是不够的。尽管产品中硼、镁含量分别为1.5％、8％，实际上有效硼、有效镁是较低的，所以施用量相当可观。上述引用的《硼肥》一书中亦提到，硼泥加硫酸制得的硼镁肥，其含水溶性B₂O₃ 0.2～0.5％，含MgO 35％，施用量为每亩40～70kg，其水溶性硼、镁含量低，不能被作物吸收或不利于作物吸收，故而用量如此之大。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一条将硼泥中的硼全部转成水溶性的硼，以及配制成含高有效硼、镁的硼镁肥的工艺路线。

从碳碱法硼泥成分看，所含组分为：水溶性B₂O₃ 0.3～0.5％，酸溶性B₂O₃ 1.5～3.0％，MgO30～37％，Fe₂O₃ 10～15％，SiO₂ 20～28％，CaO 3％，Al₂O₃2～3％，PH为8～9。将所有的硼转化成水溶性硼必须在酸性条件(PH≤5)才行，现有技术仅将其中和或反应至PH为中性，显然是不够的。本发明的基本点是在酸性条件下反应，然后再用碳铵进行中和瓜，达到这一高转化成水溶性硼的目的。

其技术方案是：硼泥粉碎后加入到反应器中，搅拌下用40～75％的硫酸或硝酸反应，(实距证明相同浓度的废硫酸、废硝酸亦可应用)控制PH2.5～5.0，由于反应放热，其温度可达80～100℃，反应时间仅为5～10min，将物料堆放，物料内仍有些许反应，而反应热使其中水分蒸发殆尽，至自然降至室温时，物料呈硬块状态，将其粉碎，然后用碳铵与其混合，以调节PH至5.5～9.0，将其送至造粒机加水(亦可加少许粘合剂，中性惰性粉)造粒，送至热风转筒内干燥，大生产进口热风为300±50℃，出口为80±5℃，控制水分在5％以下，筛分后即成。本发明在操作中，在加酸反应后，完全是干料操作，无废液、废酸排放。为了有利反应，硼泥粉碎其粒度为≥80目，同样，酸化后堆放成块的物料也需粉碎至这一粒度。这一产品可以直接作为硼镁肥施用；也可以作为混配肥的原料，与含N、P、K或微量元素肥混配。为了达到用户对产品其中含有效硼、镁的要求，如水溶B₂O₃ 0.5～2.1％，拘溶MgO5.0～21.0％，可以在硼泥酸化时加入一定量的轻烧镁粉或水镁石粉(加量最多时，每100kg硼泥不超过5kg)；也可以在造粒前加入硼砂与物料混合(加量不超过总物料量的5％)，然后再进行造粒。这些含硼、镁物料加量配比，需根据硼泥所含成分与用户对产品含硼、镁的要求计算而得来。在酸化反应用无机酸可以是硫酸、硝酸，也可以用回收的、废的这一浓度范围的硫酸、硝酸。用本发明的这种工艺方法，应国外厂商要求，生产较高含水溶B₂O₃、拘溶MgO的产品，使用效果令人十分满意，在5万吨/年的基础上进一步扩大。

与现有技术相比，其突出的特点在于在理论的指导下找到将非水溶B₂O₃转变成水溶B₂O₃的合理的工艺路线，在现有技术从未考虑到的低PH值条件下转化，反应完全，时间短；另外用碳铵调节至PH5.5～9.0，不仅不酸化土壤，且增加氮肥；含水溶B₂O₃、拘溶MgO高；由于酸化反应后成为干料操作，不产生、无排放废酸和废液，避免二次污染；成本较低，经济效益可观。由于以上原因，加之使用效果好，为处理掉堆积如山的硼泥，还自然以净土找到了一个切实可行的办法。

具体实施方式

实例1

100kg碳碱法硼泥置入带有搅拌的反应器中，用浓度为66％的硫酸70kg加入其中进行酸化反应，反应时间为5～10min，此时反应产生热，使反应物料温度最高达100℃，物料间的水蒸发出水汽而逸去。反应毕PH为3.3，将物料卸出堆放在槽中自然降温，室温时物料已干固并硬化，将其粉碎，粒度应能通过80目筛孔。粉料与4kg碳铵、1.2kg硼砂置入混料器进行充分混合，混均物料加水造粒，经热风干燥，进口热风为300±50℃，出口温度80±5℃，冷却筛分得粒径2～4mm＞90％的产品重144kg。产品PH＜8，含水＜5％，含水溶B₂O₃2.05％，拘溶MgO20.99％。

实例2

100kg硼泥与3kg水镁石粉，用浓度为71％的硫酸80kg酸化反应，反应9分钟，最高温度为100℃，PH＝2.6，堆放冷却至室温，粉碎，加4kg碳铵混合均匀，得粉状产品170kg。取100kg粉状产品加80kg中性白土，加水造粒，经烘干、筛分，得粒度为2～4mm＞90％粒状产品，其PH＜8，含水＜5％，含水溶B₂O₃为1.0％，拘溶MgO10.0％。

实例3

100kg硼泥，用浓度为46％的废硫酸55kg进行酸化反应9min，反应温度80～100℃，PH＝5，堆放冷却至常温，加2kg碳铵和1.9kg硼砂，混合均匀，加水造粒，经烘干，冷却、筛分得产品128kg，其PH＜8，含水＜5％，含水溶B₂O₃1.90％，拘溶MgO19.15％。

Claims

1、一种利用硼泥生产硼镁肥的方法，包括硼泥与硫酸反应，其特征在于所用原料规格与其重量配比为：

硼泥： 100

B₂O₃水溶性0.3～0.5％，酸溶性1.5～3.0％，

MgO 30～37％，Fe₂O₃ 10～15％，SiO₂ 20～28％，

CaO 3％，Al₂O₃ 2～3％，pH8～9

硫酸或硝酸40～75％ 55～80

碳铵工业 2～4

生产工艺为：

1)经粉碎的硼泥与浓度为40～75％的硫酸或硝酸反应5～10min，控制其pH达2.5～5.0，反应温度可达80～100℃；

2)反应物堆放降温至常温，粉碎，用碳铵与之混合，调节pH达5.5～9.0；

3)加水造粒，再经干燥、筛分，使其颗粒为2～4mm＞90％。

2、根据权利要求1所述利用硼泥生产硼镁肥的方法，其特征在于为了实现产品的水溶B₂O₃达0.5～2.1％、拘溶MgO5.0～21.0％的指标，在硼泥与硫酸或硝酸反应时加入轻烧镁粉或水镁石粉，加量最多时，每100kg硼泥不超过5kg；在造粒前加入硼砂混合均匀再进行造粒，加量不超过总物料量的5％。

3、根据权利要求1所述利用硼泥生产硼镁肥的方法，其特征在于所述的粉碎的硼泥与酸化后的硼泥堆放料，其粒度为≥80目。

4、根据权利要求1所述利用硼泥生产硼镁肥的方法，其特征在于所述与硼泥反应的硫酸或硝酸是废的或回收的硫酸、硝酸。

5、根据权利要求1或2所述利用硼泥生产硼镁肥的方法，其特征在于加水造粒时可加中性惰性粉或粘合剂。