CN110078538A - 一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3~4:4~6:3~4:6~7:3~4。本发明生产的钾钙镁硅缓释肥为不溶于水而溶于酸的枸溶性矿物肥，可以防止肥料淋失，显著增强肥效，提高肥料的利用率，减轻了肥料对土壤理化性状的不良影响，是一种良好的土壤改良剂。
Description
技术领域
本发明涉及固废利用及缓释肥技术领域，具体是一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法。
背景技术
硼泥是化工厂用硼矿制取硼砂、硼酸过程中产生的废弃物，生产1t硼砂将产生3~4t硼泥。随着我国经济和社会的发展，对硼砂的需求量不断扩大，硼泥排放量也随之增长。全国有15个省市的数十家化工厂，每年排放硼泥总量达100多万吨以上，目前辽宁省内的硼泥堆积量就有2000多万吨以上，并且随着对硼砂、硼酸的需求量逐年增大，硼矿品位的贫化，硼泥排放量将越来越多。硼泥分布如此之广，数量如此之多，如不加以治理并合理利用，弃之不仅污染环境，还造成资源浪费。另外，硼泥中含有氧化镁、氧化钙等碱性物质对农田、地下水和大气都有严重的危害。硼泥所排放之处，寸草不生，其碱液可溶入到地下水中，使周围的农田减产，严重者可以使农作物绝产，并且对周围的饮用水产生污染。由于硼泥颗粒较细，在失去水分后，常常会随风飞散，对大气环境产生污染。硼泥对生态环境的污染已成为一种公害。个别化工厂将硼泥直接排放到江河之中，这不仅污染了河水，还会造成河流堵塞，成了水灾的隐患。
我国菱镁矿资源利用，一直处于“一等原料，二等加工，三等产品”的境地，大量低品位菱镁矿被废弃并占地堆放，造成资源极大的浪费，而且形成白色污染。由于菱镁矿开发利用工艺水平低，设备装置和加工手段落后，大量小规模企业的存在，我国仍以生产轻烧粉等低值的初级产品为主，导致菱镁矿中有价元素得不到充分回收和利用，资源利用率低小于，大量有价元素进入尾矿，浪费严重，环境污染严重，从而难以发挥这一资源优势。
缓释肥料是肥料施于土壤后肥料养分比常规水溶性肥料释放缓慢的一类肥料。现阶段，国内对包膜缓/控释肥料研究较多，已有多家研究单位正在开展不同类型的高分子聚合物包膜肥料的研究工作，但包膜缓控释肥料的商品性生产还未形成。我国虽然起步比较晚，但发展很快，不仅在包膜质量和肥料利用率方面与国外控释肥品种基本相当或优于某些国外产品，而且在价格方面也占绝对优势。
但，目前，国内相关研究在未包膜情况下实现缓释作用的肥料研究相对较少，并且，据资料显示，采用低品位菱镁矿、光卤石尾矿、高硅铁尾矿、硼泥等废弃资源生产钾钙镁硅缓释肥的案例显有发现。
发明内容
发明的目的在于提供一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3~4:4~6:3~4:6~7:3~4。
一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分原料按以下质量比：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3~4:4~6:3~4:6~7:3~4配料，通过立式紊流搅拌机充分混合，得到均质混合料；
（2）将步骤（1）混合料与水进行混合，配置成均匀料浆；
（3）将步骤（2）均匀料浆通过渣浆泵给入到高压磁力搅拌反应釜中进行物质的分解、合成，得到反应物料；
（4）将步骤（3）反应物料经烘干炉烘干，再经雷蒙磨机粉磨，振动筛分级，得到硅钙钾镁缓释肥。
优选地，所述步骤（1）低品位菱镁矿、光卤石尾矿、高硅铁尾矿、硼泥、生石灰的粒度均小于0.045mm。
优选地，所述步骤（2）均匀料浆的固液比为5:4。
优选地，所述步骤（3）高压磁力搅拌反应釜的磁力搅拌速度为300r/min，反应温度为260℃，反应压强为10MPa，反应时间为5~20h。
优选地，所述步骤（4）烘干机的烘干温度为100~110℃，烘干时间为9~12h。
优选地，所述步骤（4）硅钙钾镁缓释肥的粒度为小于0.15mm。
优选地，所述步骤（4）硅钙钾镁缓释肥主要成分为硅酸二钙、偏铝酸钾、氯化钾、硼酸镁、钠钙硼酸盐等枸溶性物质；其中，Si≥11.7%，Ca≥25%，MgO≥3.5%，K2O≥3%，B≥0.3%，As、Cr、Pb、Cd、Hg均在规定范围内，满足国家标准GB/T 36207-2018等级要求。
本发明的有益效果为：
本发明利用硼泥中的硼元素在一定条件下能够夺取稳定氧化物中的氧原子这一特性，再辅以粉磨、高压、搅拌等工艺，加速了低品位菱镁矿、光卤石尾矿、高硅铁尾矿中稳定态的硅、钙、钾、镁等有益元素向枸溶性转化，提高肥料的性能。采用低温水热化学方法，将低品位菱镁矿、光卤石尾矿、高硅铁尾矿、硼泥等矿山固体废弃物制备成符合GB/T 36207-2018的硅钙钾镁缓释肥料，提高尾矿利用率至80%及以上。
本发明生产的钾钙镁硅缓释肥为不溶于水而溶于酸的枸溶性矿物肥，可以防止肥料淋失，显著增强肥效，提高肥料的利用率，减轻了肥料对土壤理化性状的不良影响，是一种良好的土壤改良剂。
本发明的原料采用矿山固体废弃物，减少尾矿堆存，减轻矿山尾矿对环境造成的破坏，还能释放废弃物压占的土地资源，实现资源、经济、环境的可持续发展。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3:6:4:7:3。
一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分原料按以下质量比：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3:6:4:7:3配料，通过立式紊流搅拌机充分混合，得到均质混合料；
（2）将步骤（1）混合料与水进行混合，配置成固液比为5:4的均匀料浆；
（3）将步骤（2）均匀料浆通过渣浆泵给入到高压磁力搅拌反应釜中进行物质的分解、合成，得到反应物料，高压磁力搅拌反应釜的磁力搅拌速度为300r/min，反应温度为260℃，反应压强为10MPa，反应时间为5h；
（4）将步骤（3）反应物料经烘干炉烘干，再经雷蒙磨机粉磨，振动筛分级，得到粒度为小于0.15mm硅钙钾镁缓释肥，烘干温度为100℃，烘干时间为12h。
按照本实施例获得的硅钙钾镁缓释肥，其中Si含量11.7%，Ca含量25%，MgO含量3.5%，K2O含量3%，B含量0.3%，满足国家标准GB/T 36207-2018等级要求。
实施例2
本实施例提供了一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3.5:4:3.5:6:4。
一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分原料按以下质量比：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3.5:4:3.5:6:4配料，通过立式紊流搅拌机充分混合，得到均质混合料；
（2）将步骤（1）混合料与水进行混合，配置成固液比为5:4的均匀料浆；
（3）将步骤（2）均匀料浆通过渣浆泵给入到高压磁力搅拌反应釜中进行物质的分解、合成，得到反应物料，高压磁力搅拌反应釜的磁力搅拌速度为300r/min，反应温度为260℃，反应压强为10MPa，反应时间为13h；
（4）将步骤（3）反应物料经烘干炉烘干，再经雷蒙磨机粉磨，振动筛分级，得到粒度为小于0.15mm硅钙钾镁缓释肥，烘干温度为105℃，烘干时间为10h。
按照本实施例获得的硅钙钾镁缓释肥，其中Si含量11.9%，Ca含量26%，MgO含量3.7%，K2O含量3.5%，B含量0.33%，满足国家标准GB/T 36207-2018等级要求。
实施例3
本实施例提供了一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=4:5:3:6.5:3.5。
一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分原料按以下质量比：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=4:5:3:6.5:3.5配料，通过立式紊流搅拌机充分混合，得到均质混合料；
（2）将步骤（1）混合料与水进行混合，配置成固液比为5:4的均匀料浆；
（3）将步骤（2）均匀料浆通过渣浆泵给入到高压磁力搅拌反应釜中进行物质的分解、合成，得到反应物料，高压磁力搅拌反应釜的磁力搅拌速度为300r/min，反应温度为260℃，反应压强为10MPa，反应时间为20h；
（4）将步骤（3）反应物料经烘干炉烘干，再经雷蒙磨机粉磨，振动筛分级，得到粒度为小于0.15mm硅钙钾镁缓释肥，烘干温度为110℃，烘干时间为9h。
按照本实施例获得的硅钙钾镁缓释肥，其中Si含量12.2%，Ca含量27%，MgO含量3.9%，K2O含量3.7%，B含量0.35%，满足国家标准GB/T 36207-2018等级要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥，主要由以下质量比的原料制备而成：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3~4:4~6:3~4:6~7:3~4。
2.一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，包括以下步骤：
（1）将各组分原料按以下质量比：低品位菱镁矿：光卤石尾矿：高硅铁尾矿：硼泥：生石灰=3~4:4~6:3~4:6~7:3~4配料，通过立式紊流搅拌机充分混合，得到均质混合料；
（2）将步骤（1）混合料与水进行混合，配置成均匀料浆；
（3）将步骤（2）均匀料浆通过渣浆泵给入到高压磁力搅拌反应釜中进行物质的分解、合成，得到反应物料；
（4）将步骤（3）反应物料经烘干炉烘干，再经雷蒙磨机粉磨，振动筛分级，得到硅钙钾镁缓释肥。
3.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（1）低品位菱镁矿、光卤石尾矿、高硅铁尾矿、硼泥、生石灰的粒度均小于0.045mm。
4.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（2）均匀料浆的固液比为5:4。
5.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（3）高压磁力搅拌反应釜的磁力搅拌速度为300r/min，反应温度为260℃，反应压强为10MPa，反应时间为5~20h。
6.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（4）烘干机的烘干温度为100~110℃，烘干时间为9~12h。
7.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（4）硅钙钾镁缓释肥的粒度为小于0.15mm。
8.根据权利要求2所述的一种综合利用尾矿制备硅钙钾镁缓释肥及其制备方法，其特征在于，所述步骤（4）硅钙钾镁缓释肥主要成分为硅酸二钙、偏铝酸钾、氯化钾、硼酸镁、钠钙硼酸盐等枸溶性物质；其中，Si≥11.7%，Ca≥25%，MgO≥3.5%，K2O≥3%，B≥0.3%，As、Cr、Pb、Cd、Hg均在规定范围内，满足国家标准GB/T 36207-2018等级要求。
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