[发明专利]一种基于镁渣制备硅钾肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁渣综合利用、硅钾肥的制备，具体属于一种利用镁渣制备硅钾肥的方法。

背景技术

在金属镁的皮江法冶炼过程中，每生产1吨镁将会产生6～10吨的镁渣，镁渣易粉化，细粉含量高，易悬浮于空气中；同时其吸湿性强，易使土壤板结，严重破坏自然环境。目前，对于镁渣的回收利用方式主要包括：制镁渣砖、墙体材料、水泥配料及脱硫剂等。由于镁渣中的MgO含量偏高，且成分不稳定，容易引起镁渣砖、墙体材料和水泥产品的硬化体胀裂，限制了镁渣在生产中的应用；将镁渣用作脱硫剂的研究尚处于实验研究阶段，且受到工业使用方面的限制。因此镁渣的处理问题是镁工业发展的主要障碍之一。

镁渣的主要组成成分是CaO、SiO₂、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃等。这些元素都是植物所必须的营养元素，其中硅元素已被证明是继N、P、K之后的第四大植物营养元素。农作物吸收硅后能促进植物的生长发育，提高光合作用，改善农作物品质。镁渣重金属浸出毒性测试结果显示，Cr为0.012±0.002mg·kg^-1，Cu为0.043±0.004mg·kg^-1，Zn、Ni均小于0.001mg·kg^-1，Pb小于0.01mg·kg^-1，未检测到Cr6⁺，Cd，As，Hg的存在。浸出毒性中的重金属含量均明显低于《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量及其含量测定》(NY 1110-2006)的相关限值，这样就为镁渣进行农业资源化利用提供了可能。肥料产品重金属指标对比如下表所示。

关于镁渣制备肥料的方法有初步研究，典型的专利文献报道如下：

发明专利ZL201010553703.9，利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的新工艺。其特征在于使用镁还原炉炉渣、稀盐酸和稀硫酸等工业副产品为原料，生产出主要成分为氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸镁和活性二氧化硅等的肥料，不仅解决了镁还原炉炉渣处理困难和严重污染的问题，还具有生产成本低等优点。但是，不同产地及企业生产的镁还原炉炉渣成分相差较大，尤其是镁的含量会比较低。因此，此法只能应用于炉渣中镁含量较高的镁还原炉炉渣，推广有限。

文献《镁渣综合利用制备硅钙镁肥的研究与分析》中，利用镁还原炉炉渣制备硅钙镁肥，其主要方法是在750℃下加入CaCO₃:KOH:K₂CO₃＝1:0.5:0.05:0.09的助剂煅烧对镁渣样品进行煅烧2h,得到硅钙镁肥。该方法不仅解决镁渣的污染问题，还增加新的硅钙镁肥的制备途径。但是活化过程中所使用的CaCO_3、KOH和K₂CO₃均为天然矿物加工制的，在此工艺中使用会提高生产成本和降低环境保护的社会效益。

发明内容

本发明的目的在于针对现有镁渣制备肥料的过程中，镁渣成分组成影响大、制备过程中需要较高要求的助剂等问题，提供一种基于镁渣制备硅钾肥的方法。该方法原料成本低廉，加工工艺相对简单，并且易于实现规模化工业生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于镁渣制备硅钾肥的方法，依次包括如下步骤：

1)首先将富含氧化钾、氧化硅的钾长石，制成颗粒料；

2)按照重量百分比50-60∶40-50将镁渣与钾长石颗粒料混合，并通过高温熔融50-70min，然后倒出高温热熔物料，经水淬冷却；

3)冷却物料经干燥、粉磨、包装制得硅钾肥产品。

所述的钾长石是K₂O含量大于9％。

所述的钾长石颗粒粒径为5mm-15mm。颗粒尺度分布与是否扬尘和热熔分散效果有关。颗粒太过小，有利于热熔分散，但容易扬尘，不利于环保和原料利用；颗粒过大，不易扬尘，利于热态加入，但不利于热熔分散。因此，通常钾长石颗粒粒度取值范围在该范围之间。

所述的原料镁渣与钾长石颗粒料配比，原则上按照硅钾肥的市场通用成份组成配比，通常要求产品中含K₂O：4％—5％，SiO₂：40％-45％。本发明所用原料优选配比为：镁渣与钾长石的重量百分比为55∶45。

所述的高温熔融温度，与原料及其配比有关，通常控制在1300℃-1600℃之间，优选1350℃。