CN1611462A

CN1611462A - 一种新型长效硅钾肥生产方法

Info

Publication number: CN1611462A
Application number: CN 200310108260
Authority: CN
Inventors: 任玉森
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2023-10-29
Also published as: CN1238307C

Abstract

本发明涉及废弃资源综合利用领域，特别涉及利用废弃的脱硅渣制取缓释性硅钾肥的一种新型长效硅钾肥生产方法。解决了现有脱硅渣利用效率低的缺陷。一种新型长效硅钾肥生产方法，在脱硅渣内加入改性剂碳酸钾或氢氧化钾制成硅钾肥。优选碳酸钾，碳酸钾纯度为99％，碳酸钾或氢氧化钾的加入量要使最终制取的硅钾肥中K₂O的理论含量达到15％～30％。主要用于利用废弃的脱硅渣制取缓释性硅钾肥。

Description

一种新型长效硅钾肥生产方法

技术领域：本发明涉及废弃资源综合利用领域，特别涉及利用废弃的脱硅渣制取缓释性硅钾肥的一种新型长效硅钾肥生产方法。

背景技术：在钢铁冶炼过程中，要产生大量的冶金渣。为了有效地利用这些废弃的冶金渣，减少弃埋渣用地和环境污染，目前已经进行了诸多研究，并且取得了一定的研究成果。但尚存在着一些问题，主要集中在以下两个方面：1.开发产品的附加值较低：目前，除了一部分作为冶金溶剂使用外，冶金渣基本上还是代替部分砂石而使用的。即，主要用于水泥生产或作为建筑材料来使用。虽然作为农用肥料和土壤改良剂进行了一些研究和开发，但还只是简单地利用了冶金渣中的一些有效成分，如CaO，MgO，SiO₂和P₂O₅，因此肥效低，应用范围小。2.冶金渣的潜热没有得到充分的利用：冶金渣从炉内或罐内排放时的温度一般在1300℃～1600℃，而在目前的所有利用方法当中，冶金渣在高温时的这部分潜在热能均没有得到合理的利用。长效硅钾肥是一种缓释性肥料，所谓的“缓释性肥料”，是指难溶于水，而易溶于从植物根部分泌出来的柠檬酸溶液的肥料。这种肥料由于难溶于水、易溶于柠檬酸溶液，因此可以从根本上减少因灌溉用水和雨水等所引起的肥料流失。氮、磷、钾是促进植物生长发育和增产的三大要素。植物在生长期对钾肥的需求相对较少，而在植物的结果期则需求较多。因此，一般要求钾肥的肥效要长，即要求其要具有缓释性。我国的农业生产对钾肥需求量较大，预计到2005年我国的钾肥需求量将达到700万吨，2010年为750万吨，而我国的钾肥生产量只占其中10％左右。目前，在农业生产中实际使用的钾肥主要有：硫酸钾、氯化钾、钾镁肥、草木灰以及生物钾等，基本上都属于速溶型肥料。同氮、磷、钾一样，硅也是农作物生长所需的重要元素。一些研究认为，硅不但可以作为肥料、提供养分，同时，还可以起到防病、防虫和减毒的作用。硅肥通常以枸溶性(即：缓释性)硅酸钙为主的工业废渣制成，一般要求SiO₂＞20％，CaO＞30％。研究结果表明，在硅钾肥同时施用的情况下，不但可以提高农作物的光合效率，增强其抵抗病虫害和抗倒伏的能力，同时，还可以改善农作物的品质。

发明内容：为了解决冶金渣资源化利用过程中存在的问题，进一步拓展冶金渣资源化的应用领域和应用范围，本发明提出了一种方法，通过适当方式添加一定量的含钾化合物，使用铁水脱硅渣改性为长效硅钾肥。本发明的工艺原理：本发明制取缓释性硅钾肥主要使用的是铁水预处理时所产生的脱硅渣。由于脱硅渣的主要化学组成为SiO₂和CaO，因此，向其中添加含钾化合物制取硅钾肥时，可利用脱硅渣的余热形成CaO-SiO₂-K₂O三元渣系。通过对CaO-SiO₂-K₂O三元系相图的研究分析得知，CaO-SiO₂-K₂O三元渣系中的含钾化合物的种类较多，主要有：K₂O·CaO·SiO₂，K₂O·2CaO·9SiO₂，2K₂O·CaO·3SiO₂，K₂O·3CaO·6SiO₂，K₂O·CaO·6SiO₂，K₂O·2CaO·2SiO₂以及4K₂O·CaO·10SiO₂等。与其对应的炉渣碱度波动在CaO/SiO₂＝0.093～0.93之间，K₂O含量波动在7％～32％之间。一般认为，根据含钾化合物的种类以及K₂O含量的不同，其溶解特性，即缓释性会有明显的差异。因此，通过控制CaO-SiO₂-K₂O三元渣系的化学组成以及冷却速度是生产缓释性硅钾肥的重要手段。

本发明的技术方案为：一种新型长效硅钾肥生产方法，在脱硅渣内加入改性剂碳酸钾或氢氧化钾制成硅钾肥。优选碳酸钾，碳酸钾纯度为99％，碳酸钾或氢氧化钾的加入量要使最终制取的硅钾肥中K₂O的理论含量达到15％～30％。

改性剂碳酸钾或氢氧化钾的加入方式为：向铁水罐中加入配制好的碳酸钾或氢氧化钾，罐内温度为1300℃～1500℃，保温时间为10-50分钟。保温后的试样经空气冷却至室温，试样即可完成改性。改性剂的加入一般可以考虑两种方式：(a)喷吹加入方式；(b)表面加入方式。根据实际生产情况，本发明认为，采用{三脱站铁水包位置+喷吹加入方式}的硅钾肥制取工艺为最佳。即：脱硅站脱硅，在脱硫站喷吹加入钾源化合物(兼脱硫)，然后扒渣站扒渣的工艺方式。渣在空气中冷却后进行粉碎至60～80目以下即可。得到的渣肥必须进行塑封保存，防止受潮。

本发明有益效果：利用铁水脱硅渣改性制取长效硅钾肥，不仅可以有效地解决废弃冶金渣的处理问题，更对我国农业生产具有重要意义。施用本发明制取的缓释性硅钾肥可以明显提高农作物的产量。可比无肥料施用时提高11％，比施用硫酸钾肥时提高6％。以马铃薯种植为例，与无肥料施用和施用硫酸钾肥的情况相比，3个月后，施用缓释性硅钾肥时的马铃薯长势茁壮，其秧苗的平均高度为65cm。而无肥料施用和施用硫酸钾肥时的平均高度分别只有45cm和58cm。本发明还有以下优点：1、可以替代生产工艺中的脱硫环节，所添加的改性剂同样具有良好的脱硫效果，且对厂房的污染减少；2、新型长效硅钾肥的生产不需要消耗能量，对生产过程没有不利影响；3、采用本发明后，不仅可以有效解决钢铁生产环节产生的废弃脱硅渣，改性后得到的新型长效硅钾肥更具有良好的经济价值。

具体实施方式：实施例1，采用宝钢现场脱硅渣和工业用碳酸钾为原料。通过外加热模仿生产实际工况的方式，制得长效硅钾肥。1、配料：原料使用生产现场脱硅渣(其化学组成如表1所示)

表1脱硅渣的主要化学组成(％)

CaO	SiO₂	MnO	MgO	Al2O3
CaO	SiO₂	MnO	MgO	Al2O3	38.63	23.38	3.02	1.72	3.70

2、宝钢现场脱硅渣与工业用碳酸钾混合，碳酸钾的加入量以最终改性得到的长效硅钾肥中K₂O的理论含量达到20％为宜。即通过测定硅钾肥中K的含量，然后通过分子式计算出K₂O的含量，上述原料混合均匀后装入刚玉质的坩埚内。

3、刚玉坩埚装入加热炉内，然后加热升温，加热温度为1360℃，保温时间为40分钟，保温后的试样经空气冷却至室温。

4、将步骤(二)得到的试样进行粉碎，一般粒度为60～80目。

经过上述过程，即可制得长效硅钾肥。通过实验分析硅钾肥和一般钾肥一段时间后溶液中钾离子含量(分别采用柠檬酸和水做溶剂)，证明制得的硅钾肥比一般钾肥的效力延长三倍以上，经过三个月的马铃薯栽培实验，证明脱硅渣改性后得到的产物具有比普通钾肥更好的效果。

实施例2：碳酸钾的加入量以最终改性得到的长效硅钾肥中K₂O的理论含量达到24％为宜。加热温度为1450℃，保温时间为20分钟，其余与实施例1相同。

实施例3：以氢氧化钾代替碳酸钾，其余与实施例1相同。成本稍高，效果没有实施例1那么好。

Claims

1、一种新型长效硅钾肥生产方法，在脱硅渣内加入改性剂碳酸钾或氢氧化钾制成硅钾肥。

2、根据权利要求1所述的一种新型长效硅钾肥生产方法，其特征是，改性剂优选碳酸钾，碳酸钾纯度为99％。

3、根据权利要求1所述的一种新型长效硅钾肥生产方法，其特征是，碳酸钾或氢氧化钾的加入量要使最终制取的硅钾肥中K₂O的理论含量达到15％～30％。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种新型长效硅钾肥生产方法，其特征是，改性剂碳酸钾或氢氧化钾的加入方式为：向铁水罐中加入配制好的碳酸钾或氢氧化钾，罐内温度为1300℃～1500℃，保温时间为10-50分钟，保温后的试样经空气冷却至室温，试样即可完成改性。

5、根据权利要求4所述的一种新型长效硅钾肥生产方法，其特征是，改性剂的加入一般可以考虑两种方式：(a)喷吹加入方式；(b)表面加入方式。

6、根据权利要求5所述的一种新型长效硅钾肥生产方法，其特征是，优选喷吹加入方式，具体为：采用三脱站铁水包位置+喷吹加入方式的硅钾肥制取工艺为最佳，即：脱硅站脱硅，在脱硫站喷吹加入改性剂碳酸钾或氢氧化钾，然后扒渣站扒渣的工艺方式，渣在空气中冷却后进行粉碎至60～80目以下即可，得到的渣肥必须进行塑封保存，防止受潮。