[发明专利]煤矸石制备水溶性硅肥的工艺

说明书

一种煤矸石制备水溶性硅肥的工艺，其步骤包括：A.将煤矸石原料进行机械活化；B.将煤矸石粉末进行高温焙烧并冷却；C.将煤矸石活性渣进行酸浸；D.将粗硅粉洗净后晾干；E.将干料粗硅粉与纯碱混合并送入高温熔炉；F.将熔融硅酸钠盐进行水淬；G.将玻璃体炉渣趁热通入蒸汽加热溶解，经过沉降、浓缩得到水玻璃；H.将水玻璃真空浓缩脱水，并进行喷雾干燥，以得到水溶性高效硅肥。发明通过利用活化煤矸石的过程提纯硅含量，再通过酸浸过程又一次提高硅含量，使煤矸石粉成为二氧化硅粉，得到高品质水溶性硅肥。该水溶性硅肥的有效硅(以二氧化硅计)超过50％，可以有效增加农产品产量，增大颗粒饱满度，增加抗倒伏度。

【技术领域】

本发明涉及煤矸石综合利用技术领域，尤其是一种煤矸石制备水溶性硅肥的工艺。

【背景技术】

目前，煤矸石是我国年排放量和累计堆存量最大的工业固体废弃物之一。煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，是煤炭开采过程或煤炭洗练过程中分离出来的块状废弃物。煤矸石排放量约占煤炭产量的10％，我国每年采煤排放煤矸石约为1亿t，洗选过程中排放约0.7亿t，合计每年煤矸石排放量1.7亿t。大量煤矸石的堆存，已经引起了严重土壤、地下水、周边空气等环境问题，煤矸石的合理处理已迫在眉睫。

硅肥的产品质量主要取决于所用的原料和工艺，日本提出，硅肥中的有效二氧化硅含量应大于20％，钙与镁总量大于35％，特别是有效氧化镁大于3.5％；朝鲜则要求，有效二氧化硅含量大于15％，有效氧化钙和氧化镁合计大于30％，水分14％～16％。但是在这两个国家中，低于上述要求的硅酸炉渣和矿物也在使用。目前我国尚无统一的硅肥国家标，各个生产厂家根据自己的原料和工艺，制定硅肥产品的企业标准，报经产品质量监督部门审批备案后执行。1990年南京化学公司制定了黄磷炉渣硅肥的企业标准，广西磷酸盐化工厂制定了硅肥的暂行标准。1999年5月，河南技术监督局公布了由河南省技术工程中心起草的省级地方硅肥标准。2004年农业部颁布了硅肥标准《硅肥农业部行业标准(NY/T797-2004》，其中要求“有效硅(以二氧化硅计)含量≥20.0％，水分含量≤3.0％，细度(通过250目μm标准筛)≥80％”。

水溶性硅肥也称高效硅肥，全溶于水，具有速效、有效养分含量高、运输费用低、方便农民使用、单位耕地面积用量少(每亩10kg以下)等特点，成品主要成分为：过二硅酸钠、偏硅酸钠的混合物，其化学式为Na₂O·nSiO₂。白色粉末状结晶，有效成分含水溶性硅养分(以SiO₂计)高达50％以上，不含有毒物，对环境与作物无污染。而煤矸石是一种产量巨大的固体废弃物，为减轻环境污染，煤矸石的综合利用是首选途径。煤矸石制取水溶性硅肥的同时能够解决我国水溶性硅肥缺乏严重，煤矸石排弃量巨大两个问题。

【发明内容】

旨于解决现有技术中的不足，本发明提供了一种通过煤矸石制备水溶性硅肥的工艺，其可得到有效硅(以二氧化硅计)超过50％的水溶性硅肥，其副产铝盐溶液是优质的中间产品，能够用来生产各种铝盐产品，没有排弃物产生，在提供高品质硅肥的同时解决了我国煤矸石排气量巨大的问题。

本发明的技术方案在于，一种煤矸石制备水溶性硅肥的工艺，其步骤包括：

A.将煤矸石原料进行机械活化，以获得：

-煤矸石粉末；

B.将煤矸石粉末进行高温焙烧并冷却，以获得：

-煤矸石活性渣；

C.将煤矸石活性渣进行酸浸以获得：

-粗硅粉，和

-铝盐溶液；

D.将粗硅粉洗净后晾干，以获得

-干料粗硅粉；

E.将干料粗硅粉与纯碱混合并送入高温熔炉，以获得：