CN1583675A - 利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥 - Google Patents

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李启甲
吴则嘉
张林春
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Abstract

本发明利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，涉及一种利用冶炼钢铁废渣制备的缓释性玻璃钾肥及其制备方法。该肥料具有缓释性，可避免钾元素在土壤中的迅速流失及造成土壤的板结等问题。可以作为蔬菜、水稻等农作物的肥料。本发明一种利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，以冶炼钢铁产生的废渣为原料，利用冶炼钢铁产生的废渣与KOH或K2CO3混合后熔融形成玻璃态熔融物，再经固化、缓冷后制成缓释性玻璃钾肥。本发明方法制备的缓释性玻璃钾肥有良好的缓释效果，即可有较小的水溶性和在柠檬酸水溶液溶出的缓释性玻璃钾肥，又因冶炼钢铁废渣成分较稳定，产品结构受环境的影响小，可稳定的给出肥料成分。

Description

利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥
所属技术领域
本发明利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，涉及一种利用冶炼钢铁废渣制备的缓释性玻璃钾肥及其制备方法。该肥料具有缓释性，可避免钾元素在土壤中的迅速流失及造成土壤的板结等问题。可以作为蔬菜、水稻等农作物的肥料。
背景技术
植物生长不可缺少肥料，其中主要为N、P、K三种主要成分。普通化学肥料在浇水后被植物在数天至数周内吸收，但在这段时间内这些化学肥料容易溶解于水而大部分流失，同时还会造成土壤的板结。作为植物生长主要养分的钾肥，在植物生长初期仅需要少量即可，但在结果期则需较高量，这就要求最好在每次施肥后，有肥效的成分能缓缓溶出并保持长时间的肥效。
以往的缓释性钾肥一般为由植物根系分泌出的柠檬酸水溶液溶出的钾肥，而不是水溶出的缓释性钾肥。例如特开昭55-5785专利中给出的以火力发电厂粉煤灰为主要原料，加入钾盐或苛性钾后烧成制得的钾肥，即为在柠檬酸中可溶的缓释性钾肥。这种烧成物中K2O含量高(约22％左右)，枸溶性(柠檬酸溶出)高，其水溶性几乎不存在。此外，这类烧结物因粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物及碱土类氧化物可能形成各种晶体，其后溶出性能发生各种变化，在溶出的过程中溶出成分产生变异，不能稳定的给出肥料成分。另外，对不同地区的粉煤灰原料其烧成条件、原料配比、生成结晶种类及比例等均可发生变化，这些成为制备中的问题和困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用冶炼钢铁矿渣为主要原料制备缓释性玻璃钾肥的方法及其产品。
本发明目的可通过下述技术方案实现：一种利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，以冶炼钢铁产生的废渣为原料，KOH或K2CO3混合后熔融形成玻璃态熔融物，再经固化、缓冷后制成缓释性玻璃钾肥。
在上述方案基础上，所述利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法是在熔成玻璃液后缓慢冷却，并在900～1150℃适当保温使玻璃中析出晶体。
在上述方案基础上，所述的玻璃态熔融物可固化成为颗粒状、纤维毡状。
所述的熔融物缓冷中至少析出水溶性K2Ca2Si2O7晶体和不溶于水的硅灰石、钙铝黄长石晶体。
利用上述方法制得的缓释性玻璃钾肥，包括玻璃形成体氧化物，其以SiO2或P2O5为主要成分，还包括K2O、SiO2、CaO。
在上述产品基础上，各组份为P2O5、Al2O3、MgO、Fe氧化物、Mn氧化物以及S化合物。
其中，所述铁氧化物为FeO、Fe2O3或它们的混合物，Mn氧化物为MnO、MnO2或它们的混合物。
所述的利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，其缓释性玻璃和钾肥组成中K2O、SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO及Fe和Mn氧化物总量中SiO2、Al2O3的含量为25～50mol％，K2O为15～32mol％，而CaO、MgO、Fe和Mn的氧化物合计量不超过60mol％。
本发明的优越性在于：有良好的缓释效果，即可有较小的水溶性和在柠檬酸水溶液溶出的缓释性玻璃钾肥，又因冶炼钢铁废渣成份较稳定，产品结构受环境的影响小，可稳定的给出肥料成分。
附图说明
附图为每次钾溶出量的累计量曲线。
具体实施方式
利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，以冶炼钢铁废渣为主要原料，引入一定量的钾盐如K2CO3，熔成玻璃液后缓慢冷却，并在900～1150℃适当保温使玻璃中析出K2Ca2Si2O7晶体，这种晶体可以在水中溶出K。依化学组成的设计，保温温度及保温时间不同其水溶性在1～3％之间，其余的K2O可在植物根部分泌产生的柠檬酸中缓缓溶出。
将颗粒为2～4mm的上述制得物1g在10ml 2％柠檬酸铵溶液中溶解15分钟，摇振后，取出其澄清液，用原子吸收仪分析溶液中K+的含量。每次取出澄清液后重新用2％柠檬酸铵溶液补充至10ml。
如图为每次钾溶出量的累计量曲线。按不同的组成共五种所作的曲线。随溶出次数的增加，溶出率趋于恒定，并从A至E配方溶出率递减。
本发明的实施设计组成如下(mol％)
编 号            MeO          SiO2+Al2O3   K2O
  A              50               31             19
  B              47               36             17
  C              41               42             17
  D              37               48             15
  E              32               52             16
其中，MeO是指除K2O外的碱金属、碱土金属及过渡元素氧化物的摩尔总和。

Claims (8)

1一种利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，以冶炼钢铁产生的废渣为原料，其特征在于，利用冶炼钢铁产生的废渣与KOH或K2CO3混合后熔融形成玻璃态熔融物，再经固化、缓冷后制成缓释性玻璃钾肥。
2，根据权利要求1所述利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，其特征在于熔成玻璃液后缓慢冷却，并在900～1150℃适当保温使玻璃中析出晶体。
3，根据权利要求1或2所述利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，其特征在于所述的玻璃态熔融物可固化成为颗粒状、纤维毡状。
4，根据权利要求1或2所述利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥的方法，其特征在于所述的熔融物缓冷中至少析出水溶性K2Ca2Si2O7晶体和不溶于水的硅灰石、钙铝黄长石晶体。
5，根据权利要求2方法制得的利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，其特征在于，所述玻璃态钾肥有玻璃形成体氧化物，其以SiO2或P2O5为主要成分，还包括K2O、SiO2、CaO。
6，根据权利要求2方法所述的利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，其特征在于，各组份为P2O5、Al2O3、MgO、Fe氧化物、Mn氧化物以及S化合物。
7，根据权利要求6所述的利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，其特征在于，所述铁的氧化物为FeO、Fe2O3或它们的混合物，Mn氧化物为MnO、MnO2或它们的混合物。
8，根据权利要求6所述的利用冶炼钢铁废渣制备缓释性玻璃钾肥，其特征在于，所述的缓释性玻璃和钾肥组成中K2O、SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO及Fe和Mn的氧化物总量中SiO2、Al2O3的含量为25～50mol％，K2O为15～32mol％，而CaO、MgO、Fe和Mn的氧化物合计量不超过60mol％，在此范围内玻璃态钾肥为权利要求1中所述的缓释性钾肥。
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