一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺的制作方法

本发明涉及肥料加工技术领域，特别是涉及一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺。

背景技术：

硅被国际土壤界认为是继氮、磷、钾之后第4种植物营养元素，不但能增强作物的光合作用，还可以抗倒伏、提高磷的吸收，对作物的增产效果十分明显。此外，硅肥中的有效硅可通过与土壤中重金属作用，改变重金属形态，降低重金属活性，抑制植物对重金属的吸收，从而降低土壤重金属的危害。

虽然土壤富含硅元素，但能被植物吸收利用的有效硅硅却很少，农作物不断吸收土壤中的硅，致使土壤中的有效硅逐步减少。统计数据表明，我国长江流域70％的土壤缺硅，黄河、淮海及辽东半岛地区约有一半的土壤缺硅，而且缺硅的区域正在逐渐扩大，其它如朝鲜半岛土壤缺硅达30％、中国台湾及东南亚土壤缺硅达50％、日本土壤缺硅达70％。因此，开发利用硅肥对我国的农业的可持续发展具有深远的意义。

目前国内生产和施用的硅肥主要有两类：一类是水溶性硅肥，主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠，但此类硅肥成本较高；另一类则是枸溶性硅肥，主要是利用炼铁高炉渣、黄磷炉渣与电厂粉煤灰等原料中的硅与碱性添加剂在高温下的反应，生成硅酸盐复合物，从而实现硅的活化，这种方式可以有效的实现资源的回收再利用，是目前硅肥发展的重要方向。

粉煤灰堆积闲置占用土地，影响周围环境，已经成为公害，以前受交通条件和生产技术的制约，达到硅肥的活性硅含量20％以上的标准要求，需要加入大量的氢氧化钙和碳酸钙，增加了成本，降低粉煤灰使用比重，工业附加值不高，规模化发展受到了制约。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，这种方法具有硅活化率高、粉煤灰用量大，制造工艺简单，废渣零排放、投资规模可控、容易产业化，环保效益大等优点。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：将步骤一得到的粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目制得硅肥。

进一步的，所述步骤一中，所述粉煤灰中二氧化硅含量达到45％以上。

进一步的，所述步骤一中，向粉煤灰中加入石英粉增加二氧化硅含量。

进一步的，所述步骤二中，所述活化剂为氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化镁、废醇液的混合物。

进一步的，所述步骤二中，所述活化剂中各组分的重量份比例为，氢氧化钾80-85％、碳酸钾0-15％、氢氧化镁0-10％、废醇液0-20％。

进一步的，所述步骤二中，所述活化剂中各组分的重量份为，氢氧化钾20份、碳酸钾1.5份、氢氧化镁1份、废醇液2.5份。

进一步的，所述步骤二中，所述活化剂中各组分的重量份为，氢氧化钾20份、碳酸钾0份、氢氧化镁0份、废醇液5份。

进一步的，所述步骤二中，所述活化剂中各组分的重量份为，氢氧化钾20份、碳酸钾2.5份、氢氧化镁1份、废醇液1.5份。

进一步的，所述步骤四中，硅肥的成品为粉状、颗粒状中的任意一种。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明所用的含硅粉煤灰来源广泛，可适用于煤炭火力发电厂焙烧的含硅粉煤灰，也适用于含硅量较多的多种工业废渣等，本发明粉煤灰的掺量较大，变废为宝，增加附加值，有利于粉煤灰的处理，节约粉煤灰堆放占用土地资源，解决粉煤灰污染环境问题；

(2)本发明在高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备过程中引入了碳酸钾和氢氧化钾作为活化剂，不仅有利于硅的活化，而且将钾转化为易被植物吸收利用的硅酸钾形态，减少了钾的流失，提高了使用效率，降低了农业生产成本；

(3)本发明的高掺量粉煤灰富钾硅肥，主要有效组分为枸溶性硅酸钾，肥效时间长，不易流失，且含有硅、钾、钙等多种营养元素，弱碱性，对提高土壤肥力，改善酸性农田土壤环境，促进作物的增产都有较好的效果；

(4)本发明高掺量粉煤灰富钾硅肥制备工艺流程简单，硅活化率高、废渣废水零排放、投资规模可控、生产周期短，容易产业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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。

如图1所示，一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：将步骤一得到的粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入干锅中，充分搅拌制成备料；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目制得硅肥。

以下通过具体实施例结合实验效果对本发明做进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下实施例。

实施例一：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取某种含硅的粉煤灰1000份，其总二氧化硅含量为51.53％，活性硅含量仅为0.08％，将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：取粉煤灰粉末100份，将粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料，活化剂包括氢氧化钾20份、氢氧化镁1份、碳酸钾1.5份、废醇液2.5份；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目，即得多掺量粉煤灰富钾硅肥，其有效硅含量达到28.72％。

实施例二：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取某种含硅的粉煤灰1000份，其总二氧化硅含量为37.31％，活性硅含量仅为0.02％，将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：取粉煤灰粉末100份，将粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料，活化剂包括氢氧化钾20份、氢氧化镁1份、碳酸钾1.5份、废醇液2.5份；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目，即得多掺量粉煤灰富钾硅肥，其有效硅含量达到19.56％。

实施例三：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取某种含硅的粉煤灰1000份，其总二氧化硅含量为37.31％，活性硅含量仅为0.02％，将粉煤灰打磨至100目以上粉末，取含硅90％以上的石英砂15份，打磨至200目以上，备用；

步骤二：取粉煤灰粉末85份、石英砂粉15份混合在一起，将粉煤灰与石英砂粉的混合粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料，活化剂包括氢氧化钾20份、氢氧化镁1份、碳酸钾1.5份、废醇液2.5份；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目，即得多掺量粉煤灰富钾硅肥，其有效硅含量达到28.83％。

实施例四：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取某种含硅的粉煤灰1000份，其总二氧化硅含量为51.53％，活性硅含量仅为0.08％，将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：取粉煤灰粉末100份，将粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料，活化剂包括氢氧化钾20份、氢氧化镁0份、碳酸钾0份、废醇液5份；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目，即得多掺量粉煤灰富钾硅肥，其有效硅含量达到27.76％。

实施例五：

一种高掺量粉煤灰富钾硅肥的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一：取某种含硅的粉煤灰1000份，其总二氧化硅含量为51.53％，活性硅含量仅为0.08％，将粉煤灰打磨至100目以上粉末，备用；

步骤二：取粉煤灰粉末100份，将粉煤灰粉末与活化剂按照1：0.25的质量比例加入搅拌器中，充分搅拌制成备料，活化剂包括氢氧化钾20份、氢氧化镁1份、碳酸钾2.5份、废醇液1.5份；

步骤三：将步骤二得到的备料放入700-900℃回转炉中高温焙烧60分钟；

步骤四：将步骤三得到的高温备料取出后放入干燥器中冷却30分钟，然后用球磨机研磨至250目，即得多掺量粉煤灰富钾硅肥，其有效硅含量达到27.15％。

效果测试例：

本发明采用以下分析和测定方法来评价产品性能：

活性硅的测定：

氟硅酸钾容量法

试样经过盐酸溶液提取，提取的有效硅在硝酸溶液介质中与氟化钾生成氟硅酸钾沉淀，经过滤洗涤，除去游离酸，用沸水水解沉淀生成氢氟酸，用氢氧化钠标准滴度溶液。因生成的正硅酸理解度很小，不以酸的形式参与滴度，根据消耗的氢氧化钠标准滴度溶液的体积，就可求出有效二氧化硅含量。

(1)实施例1制得富钾硅肥测得活性硅含量为28.72％。

(2)实施例2制得富钾硅肥测得活性硅含量为19.56％。

(3)实施例3制得富钾硅肥测得活性硅含量为28.83％。

(4)实施例4制得富钾硅肥测得活性硅含量为27.76％。

(5)实施例5制得富钾硅肥测得活性硅含量为27.15％。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。