一种赤泥硅钙钾肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种赤泥硅钙钾肥及其制备方法。所述赤泥硅钙钾肥的制备方法包括以下步骤：1)按质量百分比计，称取20％～50％的赤泥、30％～60％的粉煤灰和5％～30％的脱硫渣，混合均匀，得到混合料；2)称取相当于混合料质量2％～30％的氢氧化钾，以水为溶剂配成溶液，加入到所得混合料中，混合均匀，所得物料进行造粒，得到颗粒料；3)所得颗粒料置于干粉中让颗粒料与干粉充分接触，使颗粒料表面包裹一层干粉，得到粉妆后的颗粒料；4)所得粉妆后的颗粒料置于≥450℃条件下焙烧，焙烧完成后，冷却，即得。本发明专利技术所述方法简单易控，成本低，制得的赤泥硅钙钾肥游离钠含量低且拘溶性硅含量高。

A red mud silicon calcium potassium fertilizer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥硅钙钾肥及其制备方法
本专利技术涉及一种赤泥硅钙钾肥及其制备方法，属于固体废弃物综合利用领域。
技术介绍
铝金属以其质轻、良好的导电和导热性能、高反射性和耐氧化等性能被广泛使用，其产量仅次于钢铁，并占据有色金属产量的首位。作为铝金属原料的氧化铝的产量近年在不断创新高，据磨商网，2018年以来，全球氧化铝日均产量基本在33万吨左右，其中我国2018年4月氧化铝产量达到590万吨，稳居全球首位。赤泥，因似红色粘土而得名。氧化铝生产企业常用拜耳法、烧结法或联合法工艺生产氧化铝，但无论使用哪种工艺生产氧化铝都会排出赤泥、以及粉煤灰、脱硫渣等固体废渣，通常每生产1吨氧化铝会排出0.7～1.7吨赤泥。现有对赤泥的处理方法通常是露天建库予以堆存，少部分企业采用排海的方式处置赤泥。赤泥具有粒细、碱含量高(其中Na2O+K2O＝2～9％)的特点，而且绝大部分赤泥放射性比活度明显比原矿高出许多，如据王昆山监测的国内三家主要氧化铝生产企业的赤泥，其226Ra、232Th和40K的平均比活度分别为477Bq/Kg、705Bq/Kg和153Bq/Kg，Th、K和Ra比活度值相当于世界土壤典型值的28倍、3.06和2.49倍(《赤泥及赤泥水泥的放射性水平及其致公众剂量》，“环境科学”(J)1992年第5期)。因此，赤泥的堆存不但需要不菲的建库费、管理费，其中的游离钠、放射性元素含量高对生态环境存在较大的潜在危害。赤泥的问题早已引起各国政府及广大科技工作者的重视，自上世纪50年代以来，国内外相继开展了许多赤泥综合利用研究工作，提出了多种关于赤泥综合利用的途径与方法。2010年我国组织召开了全国氧化铝赤泥综合利用现场技术交流会，并出台了促进我国赤泥综合利用的指导性文件《赤泥综合利用指导意见》；2011年12月，国家发展改革委组织编制了《大宗固体废物综合利用实施方案》，规划到2015年，冶炼渣(含赤泥)综合利用率提高到70％；2014年发改委、财政部等部委联合发布的《重要资源循环利用工程(技术推广及装备产业化)实施方案》(发改环资[2014]3052号)中，在“重点任务和领域中”专门列出了赤泥，支持赤泥利用的关键技术与装备研发(包括研发赤泥低成本脱碱技术、高铁赤泥及赤泥铁精矿深度选铁技术等)、先进技术与装备推广(包括赤泥胶结充填技术、赤泥制备新型燃煤脱硫剂技术、赤泥制备工业窑炉用耐火保温材料技术等)。但总体上现有的赤泥综合利用技术都存在成本高、工艺复杂、经济效益差或产品质量不稳定等缺点，如用作建筑材料，由于赤泥放射性内照射指数和外照射指数都超过建筑材料放射性核素限量(GB6566-2001)要求，通常赤泥的添加量不能超过30％，同时由于碱含量高，产品后期出现泛霜、强度降低等现象而使赤泥用作建筑材料技术难以推广。到目前为止，世界范围内还没有实现赤泥的大规模利用，赤泥的综合利用率仍徘徊在10％以下，赤泥的综合利用与资源化问题仍是世界性的难题。已有的研究表明，硅元素对农作物的生化作用仅次于氮、磷、钾，被国际土壤学界确认为继氮、磷、钾之后的第四位植物营养元素。土壤施用硅肥后，可增强作物的抗倒伏、抗干旱、抗病虫害等功效。但据上世纪九十年代的勘查显示，我国60％耕地缺硅，其中长江流域70％的土壤缺硅，随着近年农业的发展，农作物持续高产，更加降低了土壤中有效硅的含量，土壤有效硅含量亟待补充。另一方面，赤泥、粉煤灰、脱硫渣含较高含量的硅以及铁、钙等植物生长所需元素，而重金属含量低，重金属的浸出质量浓度均低于危险废物标准限值，赤泥、粉煤灰、脱硫渣应用于土壤，其重金属不会通过食物链危及人类的健康。虽然曾有利用赤泥、粉煤灰分别作硅肥的试验，但试验没取得预期效果，究其原因，主要是赤泥、粉煤灰中绝大部分硅为玻璃态、矿物态硅，能被植物吸收的有效硅含量很少，如粉煤灰成分中SiO2高达50％～60％，但其中可被植物吸收的有效硅仅为1％～2％。因此，要将赤泥、粉煤灰作为硅肥使用首先必须解决其中的矿物态、玻璃态硅转化为拘溶性硅的问题，其次还要解决赤泥中游离钠含量高的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种游离钠含量低、拘溶性硅含量高且生产成本低的赤泥硅钙钾肥及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术所述的赤泥硅钙钾肥的制备方法，包括以下步骤：1)按质量百分比计，称取20％～50％的赤泥、30％～60％的粉煤灰和5％～30％的脱硫渣，混合均匀，得到混合料；2)称取相当于混合料质量2％～30％的氢氧化钾，以水为溶剂配成溶液，加入到所得混合料中，混合均匀，所得物料进行造粒，得到混配料颗粒料；3)所得颗粒料置于干粉中让颗粒料与干粉充分接触，使颗粒料表面包裹一层干粉，得到粉妆后的颗粒料；其中，所述的干粉为赤泥和/或粉煤灰、或者是赤泥、粉煤灰和脱硫渣的组合物；4)所得粉妆后的颗粒料置于≥450℃条件下焙烧，焙烧完成后，冷却，得到所述的赤泥硅钙钾肥。本专利技术所述制备方法中，涉及的赤泥、粉煤灰和脱硫渣均为制备氧化铝时产生的固体废弃物，在使用前它们的粒度最好满足物料中-200目占总量的70％～90％，使用优选前先经过烘干操作。上述制备方法的步骤2)中，氢氧化钾水溶液起到粘合剂的作用，在配制氢氧化钾溶液时，水的用量可根据需要确定，优选为混合料质量的20％～30％。该步骤中，氢氧化钾的用量进一步优选为混合料质量的8％～20％。在造粒时，可根据需要制成球型或圆柱型或其它异形的颗粒，当颗粒为球型或圆柱型时，其直径优选为2mm～20mm。上述制备方法的步骤3)中，当干粉为赤泥、粉煤灰和脱硫渣的组合物时，优选它们是按步骤1)所述的组成进行配比。上述制备方法的步骤4)中，焙烧的烧成时间(即达到设定温度后的保温时间)通常为≥10min。优选焙烧在500℃～950℃条件下进行，更优选是在500℃～700℃条件下进行，此时，烧成的时间优选为15min～50min，更优选为15min～30min。上述制备方法中，在焙烧完成、冷却后，为了方便后续的使用，进一步还包括将冷却后的物料进行粉碎、分装的操作，其中粉碎时优选是按国标硅肥粒度要求使粉碎后的物料中-250μm占总量的80％以上，粉碎操作优选在干式粉碎机中进行；对于分装的规格，可根据需要进行确定，通常是用复合塑料编织袋或内衬聚乙稀薄膜的塑料编织袋包装粉碎后的赤泥硅钙钾肥，规格按净重计可以是5Kg/袋、10Kg/袋、25Kg/袋或50Kg/袋。本专利技术还包括由上述方法制备得到的赤泥硅钙钾肥。与现有技术相比，本专利技术的特点在于：1)原材料均为生产氧化铝时产生的固废，除粉煤灰具有一定的市场价格外，目前赤泥、脱硫渣还需支出其堆存库的建库费、堆存管理费等，因此本专利技术的原材料成本极低，几乎可以忽略；2)利用赤泥中游离碱(Na2O、K2O)作为助熔剂，制作过程无须进行赤泥脱碱处理，并节省了焙烧助熔剂的成本支出；3)生产氧化铝时产生的赤泥、粉煤灰及脱硫渣本身粒度已很细，如平果氧化铝厂拜耳法工艺产生的赤泥-200目的在90％左右，且烧成的成品为疏松多孔状块体，因此粉碎(细磨)能耗低；另一方面，赤泥中含有一定的碱性物质，细磨起尘能力较低；整个制作过程不产生废渣、废水，具有节能、环保的特点；4)在进行造粒后无需干燥而是直接在颗粒料表面包裹一层干粉，一方面节省了胚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种赤泥硅钙钾肥的制备方法，包括以下步骤：1)按质量百分比计，称取20％～50％的赤泥、30％～60％的粉煤灰和5％～30％的脱硫渣，混合均匀，得到混合料；2)称取相当于混合料质量2％～30％的氢氧化钾，以水为溶剂配成溶液，加入到1)所得混合料中，混合均匀，所得物料进行造粒，得到颗粒料；3)所得颗粒料置于干粉中让颗粒料与干粉充分接触，使颗粒料表面包裹一层干粉，得到粉妆后的颗粒料；其中，所述的干粉为赤泥和/或粉煤灰，或者是赤泥、粉煤灰和脱硫渣的组合物；4)所得粉妆后的颗粒料置于≥450℃条件下焙烧，焙烧完成后，冷却，得到所述的赤泥硅钙钾肥。

【技术特征摘要】
1.一种赤泥硅钙钾肥的制备方法，包括以下步骤：1)按质量百分比计，称取20％～50％的赤泥、30％～60％的粉煤灰和5％～30％的脱硫渣，混合均匀，得到混合料；2)称取相当于混合料质量2％～30％的氢氧化钾，以水为溶剂配成溶液，加入到1)所得混合料中，混合均匀，所得物料进行造粒，得到颗粒料；3)所得颗粒料置于干粉中让颗粒料与干粉充分接触，使颗粒料表面包裹一层干粉，得到粉妆后的颗粒料；其中，所述的干粉为赤泥和/或粉煤灰，或者是赤泥、粉煤灰和脱硫渣的组合物；4)所得粉妆后的颗粒料置于≥450℃条件下焙烧，焙烧完成后，冷却，得到所述的赤泥硅钙钾肥。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健伟，甘可，冷杰彬，
申请(专利权)人：中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45