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利用磷石膏和钾长石制取优质含磷钾硅钙肥技术

发布时间:2014/8/15 13:49:41  点击次数:6119
一、磷石膏的产生及综合利用概况
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿石时产生的固体废渣,其主要成分为二水硫酸钙(CaSO4•2H2O),除此而外,还含有两大类杂质组分:
  (1)不溶性杂质:如石英、未分解的磷灰石、不溶性P2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐。
  (2)可溶性杂质:如水溶性P2O5,溶解度较低的氟化物和硫酸盐。
   此外,磷石膏中还含有微量的砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素。且大多数为不溶性固体,其危害性可忽略不计。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存,侵占了土地资源,由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏,当然可能导致人的病变甚至死亡。
与此同时,磷石膏也是一种重要的再生石膏资源。2008年我国磷石膏排放量约5000万吨,占工业副产石膏的70%以上。生产1吨磷酸(以100% P2O5计)约副产磷石膏5吨。因此,磷石膏产量随着高浓度磷复肥产量的提高而逐步增加。目前我国磷石膏累计堆存量已超过1亿吨以上,对环境构成了巨大威胁。随着我国磷肥业的快速发展,磷石膏的排放呈逐年大幅递增趋势,这已成为制约磷肥行业发展的一大瓶颈。
目前磷石膏综合利用主要有下面四个发展方向:  首先是可利用磷石膏制备各种新型建材,如石膏粉、砌块、石膏板等。其次是磷石膏代替天然石膏制水泥缓凝剂。再次是利用磷石膏生产磷石膏标砖。还有就是磷石膏制硫酸和分解技术,实现循环经济。利用磷石膏生产水泥缓凝剂、高强石膏粉、生态墙材等建筑材料,可大大延伸现有产业链,提高产品附加值和企业抗风险能力。
二、磷石膏制备优质含磷钾硅钙肥的技术模式
1、磷石膏中重金属的去除技术
对粗磷石膏进行成分分析,配备重金属捕获剂,确定其用量,加水的比例;通过搅拌、过滤,取除粗磷石膏中的重金属元素。废液再经过重金属沉淀剂置换再生,返回到初始搅拌器中捕获重金属。整个工艺流程为闭路循环体系,工艺流程图见图1,该技术对磷石膏中重金属的去除效果见表1。
2、含磷钾钙硅肥生产技术    
将精磷石膏、钾长石、其它钙基化合物与添加剂一起计量混合、球磨、干燥、活化、冷却、球磨、包装,即可制成含磷优质钾钙硅肥。其工艺流程及中试现场见图2。
    肥料产品经过权威部门检测表明:水溶解度21.76%;2%的柠檬酸溶解度76.97%;2%盐酸溶解度87.90%。产品中硫酸钾的含量10%,枸溶性二氧化硅22.71%,枸溶性氧化钙大于35.74%,枸溶性氧化镁7.46%,pH=9.8,重金属含量低于农用粉煤灰国家标准(GB8173-87)。
从2011年4月到2011年7月完成的中试实验表明:若按燃煤进行计算,每吨的生产能耗可控制在100元以下,每吨生产成本低于650元。
本研究先后得到国家星火科技计划、国家自然科学基金项目的支持。已申请国家专利8项,获得4项,是自主研发的具有自主知识产权的开创性研究成果。2011年,项目已完成中试规模的省部级成果鉴定,结论为国内首创,达到国际先进水平。若以年产钾硅钙肥10万吨进行计算,每吨的生产成本低于650元,有较好的经济效益。
三、肥效试验
    从目前种植效果来看,每亩施用50~100公斤,增产率达7.6~73%,平均增产率高达24.95%,而且作物的品质显示提升。通过目标产品的施用,可调剂土壤酸碱平衡、抑制土壤中铝离子的淋溶,降低有毒有害元素的积累效应,改善土壤结构、提高土壤墒值及有机质的含量,减少土壤水分流失,提高水肥利用率。
四、合作方式
面议。
五、技术联系人
钾盐(肥)分会亓昭英,18621667819
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