一種活化鹼熔法製備蛇紋石製備矽鎂鉀硫複合肥的方法與流程

2023-07-11 03:46:16 1

本發明屬於複合肥製備技術領域，涉及一種活化鹼熔法處理蛇紋石製備矽鎂鉀硫複合肥的方法。

背景技術：

蛇紋石因其外觀常呈似蛇皮的綠黑相間的花紋，故稱蛇紋石，是我國大量存在的礦石材料，分布地域廣泛，主要礦產地有四川石棉縣、江蘇東海縣、河南信陽、陝西寧強縣等，已探明貯量超過五億噸。

蛇紋石是由矽氧四面體和氫氧鎂八面體複合而成的1:1型層狀矽酸鹽礦物，其理論化學式為3MgO·2SiO2·2H2O，夾雜的成分有CaO、Fe2O3、Al2O3，NiO等，不同產地的蛇紋石礦其各種礦物成分的含量和物理性質都不相同。

蛇紋石尾礦中Mg、Si及其它的一些微量元素對土壤有一定的改良作用，Mg、Si等元素也是可被植物吸收和促進植物生長的有用養分，利用蛇紋石尾礦作為農肥，在國內外已得到廣泛的應用。

上世紀90年代，研究人員將蛇紋石礦粉直接用作礦質肥料，經農業生產施用，增產效果明顯。他們通過酸蝕試驗和蛇紋石分解的測試研究，發現蛇紋石中的氫氧鎂石易於破壞，鎂離子作為交換離子態存在於土壤中，易被作物吸收。同時蛇紋石中的鉻、鈷、錳等微量元素也是植物生長所需要的微量肥料簡稱微肥。蘇聯、波蘭、捷克等國家曾將蛇紋石直接作為緩效的鎂肥或配合其他肥料施入茶園、馬鈴薯、玉米、三葉草和甜菜中來提高其產量。蛇紋石直接用作農肥，雖然作物對矽鎂有一定吸收、且有不易流失的優點；但其在土壤中有效養分溶出太少，遠不能滿足一些作物的需求；而且引入大量礦渣不利於土壤改良，礦石利用價值太低。

蛇紋石與磷礦在高爐內高溫熔融後，經水淬、瀝水、乾燥、粉碎後包裝，獲得玻璃化的鈣鎂磷肥。這種化肥屬枸溶性磷肥，含有效P2O5：12%~25%、MgO：8%~20%、CaO：25%~40%、SiO2：20%~35%；具有物理性質好、不吸水、不結塊、不含游離酸，對包裝材料無腐蝕，生產工藝簡單等優點。但肥料中的營養元素均系枸溶性，肥效較慢；熔融玻璃化溫度一般在1200~1600℃，能耗大；爐氣排出的氟汙染大氣環境，而且市場較差。

目前為止，市場上流通的蛇紋石肥料，大都以利用其中的鎂為主，而和氧化鎂份額相近的二氧化矽卻沒有被充分利用。

研究表明，矽肥既能提供養分，也可用作土壤的調理劑，改良土壤的結構。使用矽肥可以提升植物的抗病、抗蟲能力。矽肥可以強化植物的細胞壁，從而提升植物杆莖的強度。矽通過與難溶的磷酸鹽反應，置換出磷酸根離子，活化土壤中的磷，從而改良土壤。

技術實現要素：

針對目前蛇紋石肥料生產工藝中的不足，蛇紋石中的SiO2沒有被充分利用，在磷胺、尿素以及其它高效複合肥的衝擊下而導致的矽鎂磷肥工業急劇萎縮應用前景暗淡的問題。針對這種情況，本發明的目的是提出一種全新的、原材料來源廣泛、適用於規模化推廣的矽鎂鉀硫複合肥生產配方和生產工藝方法。

本發明提出一種活化鹼熔法處理蛇紋石製備矽鎂鉀硫複合肥的方法，其特徵在於具有如下的工藝過程和步驟：

a，採用矽鎂鉀硫複合肥配方為（wt%）： SiO2含量>38%，MgO含量>39%的蛇紋石60%~65%，固體KOH 24%~35%，30%~49%的硫酸5%~16%；

b，使用鄂式破碎機將蛇紋石破碎，再送入球磨機磨成150~200目的粉狀；

c，將上述(b)所得粉狀蛇紋石和固體KOH按10/4~10/10的比例均勻混合；

d，將上述(c)所得混合物送入電阻爐中，在500~700℃下焙燒；

e，使用30%~49%的硫酸將上述(d)所得固體調成糊狀，將pH調至7~9；

f，將上述(e)所得糊狀物料送入60~100℃的乾燥箱烘乾，所得固體經破碎後送入球磨機獲得100目的粉狀固體，包裝成品。

本發明方法採用500~700℃的高溫反應條件，蛇紋石結構遭到破壞，反應物料活性增強，從而可以獲得較高的可溶性矽的量，強化所得肥料的肥效，提高蛇紋石礦的綜合利用效率，此肥料可提升土壤的pH，起到改良土壤的作用。調節pH所用硫酸，為肥料添加硫元素，可起部分硫肥的作用。並且反應全程處於固體或半固體的狀態下進行，反應完全後物料都作為肥料使用，不產生廢液廢物，綠色環保。

具體實施方式

實施例

本實施例的工藝過程和步驟敘述如下：

將採自蛇紋巖礦的蛇紋石經粉碎研磨加工處理後所得的蛇紋石礦粉，過200目篩，將蛇紋石礦粉與固體KOH混合均勻，質量比為10:5，然後於馬弗爐內加熱焙燒4小時，溫度控制為700℃；焙燒後固體用30%的硫酸調成糊狀，將pH調至7~9；然後將糊狀物送入100℃乾燥箱烘乾；所得固體送入球磨機，獲得100目的粉狀產品。經測試分析，水溶性矽佔原料中矽總量的18%左右。