專利名稱：一種利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境礦物與材料、化工技術(shù)領(lǐng)域，特別是利用高鋁粉 煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法。
背景技術(shù)：
硅是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)成分。粉煤灰中二氧化硅含量在37 65%左右，是生產(chǎn)硅肥的很好原料。硅肥中有效硅含量(以Si02計(jì)) 要求>20%，但是粉煤灰中活性二氧化硅只有1 2%，要成為硅肥， 必須將其可溶性硅含量提高15 20倍。目前我國(guó)利用粉煤灰生產(chǎn)硅肥 的研究比較多。硅肥主要有枸溶性硅肥和水溶性硅肥。枸溶性硅肥主 要成分為硅酸鈣，水溶性硅肥主要成分為偏硅酸鈉。
現(xiàn)有技術(shù)中，利用粉煤制備灰硅鈣肥的生產(chǎn)有兩種方法 一種是 煤粉與石灰石粉在爐膛內(nèi)混燒，得到增鈣灰和增鈣液態(tài)渣；另一種是 粉煤灰與生石灰按一定比例混合均勻，在高溫和特定條件下焙燒，粉 煤灰中的二氧化硅與氧化鈣發(fā)生固相反應(yīng)生成枸溶性的硅藥肥。以上
方法存在煅燒時(shí)間長(zhǎng)、煅燒溫度高，能耗高，成本較高的問題。專利 號(hào)為ZL200310105447.7的中國(guó)專利"一種硅肥的生產(chǎn)方法"，是以煤 矸石或粉煤灰和造紙黑液為原料生產(chǎn)水溶性硅肥。利用造紙黑液蓄積 的能量，在催化劑存在的條件下，于600 800度溫度條件下將粉煤灰 活化，制成高效硅肥。這種方法消耗造紙黑液量比較大，lt粉煤灰或煤矸石，要消耗造紙黑液l 40t，得到l 3t硅肥，存在物耗量大、能
耗大、成本高的問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種 利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法。它是利用高鋁粉煤灰和堿 反應(yīng)，溶出粉煤灰中的非晶態(tài)二氧化硅，用來(lái)制備硅鈣肥，具有工藝 簡(jiǎn)單，物耗小，能耗小，成本低的特點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn) 一種利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法，其歩驟為
① 將原料高鋁粉煤灰加入氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿溶反應(yīng)；
② 對(duì)堿溶反應(yīng)生成的硅酸鈉溶液進(jìn)行過濾分離，濾餅脫硅粉 煤灰作為提取氧化鋁的配料；
③ 向過濾分離后的硅酸鈉溶液中加石灰乳沉淀反應(yīng)并過濾分 離，濾餅為硅酸鈣，濾液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液返回步驟① 循環(huán)使用；
④ 對(duì)濾餅硅酸鈣進(jìn)行干燥、磨細(xì)，制得硅鈣肥產(chǎn)品。 在上述制備硅鈣肥的方法中，所述高鋁粉煤灰中Al203的含量^40
%， Si02的含量》35X，氫氧化鈉溶液的濃度為12~20%，高鋁粉煤灰 與氫氧化鈉的質(zhì)量比為1 : 0. 4 0. 5。
在上述制備硅鈣肥的方法中，所述高鋁粉煤灰堿溶反應(yīng)的溫度為 110 140°C，反應(yīng)時(shí)間為1. 5 2.5小時(shí)，并持續(xù)攪拌。
在上述制備硅鈣肥的方法中，所述硅酸鈉溶液中石灰乳的加入量按摩爾比Ca0/Si02二廣2計(jì)。
在上述制備硅鈣肥的方法中，所述制備硅酸鈣的反應(yīng)溫度為 2(T90。C，反應(yīng)時(shí)間為20 60min，并持續(xù)攪拌。
在上述制備硅鈣肥的方法中，所述對(duì)硅酸鈣磨細(xì)時(shí)，向硅酸鈣中 摻入重量為硅酸鈣0 30%的添加劑。添加劑為氧化鎂、氧化鐵、氧化 錳、氧化磷化工產(chǎn)品或含以上氧化物的廢渣高爐渣、煉鋼爐渣、錳鐵 渣、黃磷爐渣，添加劑可以單獨(dú)摻入，也可以多種混合摻入。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫度屬常壓低溫，大大降低能耗。
(2) 脫硅液過濾分離后，具有一定溫度，可直接加石灰乳反應(yīng)， 不需要采取加熱措施，減少能耗。
(3) 原料主要為固體廢棄物粉煤灰和工業(yè)廢渣，而且氫氧化鈉 可循環(huán)使用，大大降低生產(chǎn)成本；
(4) 堿溶后的粉煤灰鋁硅比大大提高，可作為提取氧化鋁原料， 實(shí)現(xiàn)廢物高品質(zhì)利用。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
附圖為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
參看附圖，本發(fā)明實(shí)施例一
① 選用含Al20348.5%、 Si0237.8X的高鋁粉煤灰為原料，將 高鋁粉煤灰和20%的NaOH溶液加入反應(yīng)釜中，氫氧化鈉與粉煤灰的質(zhì)量比為0.5 : 1。高鋁粉煤灰中的非晶態(tài)的二氧化硅和NaOH溶液 在反應(yīng)釜溫度為12(TC的條件下進(jìn)行堿溶反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2.5小時(shí)。 反應(yīng)過程中連續(xù)攪拌，防止生成的硅酸鈉溶液局部濃度過大而發(fā)生凝 結(jié)現(xiàn)象。
② 從反應(yīng)釜中出料、過濾并90。C熱水洗滌，得到濾液硅酸鈉 溶液，濾餅脫硅灰用于提取氧化鋁。
③ 在濾液中加入配制好的石灰乳，石灰乳中生石灰的量按 CaO/SiOfl計(jì)。持續(xù)攪拌，反應(yīng)30min后過濾分離，濾液NaOH溶 液返回到工序①配料。
④ 濾餅洗滌，并在12(TC下干燥。然后用粉磨機(jī)磨為100目 細(xì)粉，制得硅鈣肥，其中有效Si02含量為大于25。/。， CaO含量大于 30%。
本發(fā)明實(shí)施例二
制備硅酸鈣步驟同實(shí)施例1相同，僅是在干燥后的硅酸f丐加入
30%的水淬高爐渣， 一起用粉磨機(jī)磨為100目細(xì)粉，制得硅藥肥，其 中有效Si02含量大于25%， CaO+MgO含量大于35%。
權(quán)利要求
1、一種利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法，其步驟為①將原料高鋁粉煤灰加入氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿溶反應(yīng)；②對(duì)堿溶反應(yīng)生成的硅酸鈉溶液進(jìn)行過濾分離，濾餅脫硅粉煤灰作為提取氧化鋁的配料；③向過濾分離后的硅酸鈉溶液中加石灰乳沉淀反應(yīng)并過濾分離，濾餅為硅酸鈣，濾液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液返回步驟①循環(huán)使用；④對(duì)濾餅硅酸鈣進(jìn)行干燥、磨細(xì)，制得硅鈣肥產(chǎn)品。
2、 按照權(quán)利要求1所述的利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的 方法，其特征在于，所述高鋁粉煤灰中八1203的含量>40%， SiCb的 含量》35%，氫氧化鈉溶液的濃度為12 20%，高鋁粉煤灰與氫氧化 鈉的質(zhì)量比為1 : 0.4 0.5。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣 肥的方法，其特征在于，所述高鋁粉煤灰堿溶反應(yīng)的溫度為110 140°C，反應(yīng)時(shí)間為1.5 2.5小時(shí)，并持續(xù)攪拌。
4、 按照權(quán)利要求3所述的利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的 方法，其特征在于，所述硅酸鈉溶液中石灰乳的加入量按摩爾比 CaO/SiO廣l 2計(jì)。
5、 按照權(quán)利要求4或所述的利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅*丐肥 的方法，其特征在于，所述制備硅酸鈣的反應(yīng)溫度為20 90°C，反應(yīng)時(shí)間為20 60min，并持續(xù)攪拌。
6、按照權(quán)利要求5所述的利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的 方法，其特征在于，所述對(duì)硅酸鈣磨細(xì)時(shí)，向硅酸鈣中摻入重量為硅 酸鈣0~30%的添加劑，添加劑為氧化鎂、氧化鐵、氧化錳、氧化磷化 工產(chǎn)品或含以上氧化物的廢渣高爐渣、煉鋼爐渣、錳鐵渣、黃磷爐渣， 添加劑可以單獨(dú)摻入，也可以多種混合摻入。
全文摘要
一種利用高鋁粉煤灰預(yù)脫硅制備硅鈣肥的方法，涉及環(huán)境礦物與材料、化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明步驟為①將原料高鋁粉煤灰加入氫氧化鈉溶液中進(jìn)行堿溶反應(yīng)；②對(duì)堿溶反應(yīng)生成的硅酸鈉溶液進(jìn)行過濾分離，濾餅脫硅粉煤灰作為提取氧化鋁的配料；③向過濾分離后的硅酸鈉溶液中加石灰乳沉淀反應(yīng)并過濾分離，濾餅為硅酸鈣，濾液為氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液返回步驟①循環(huán)使用；④對(duì)濾餅硅酸鈣進(jìn)行干燥、磨細(xì)，制得硅鈣肥產(chǎn)品。本發(fā)明是利用高鋁粉煤灰和堿反應(yīng)，溶出粉煤灰中的非晶態(tài)二氧化硅，用來(lái)制備硅鈣肥，具有工藝簡(jiǎn)單，物耗小，能耗小，成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C05D3/00GK101591197SQ200810112620
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者劉惠永, 孫俊民, 張戰(zhàn)軍, 張曉云, 曹慧芳, 王彥武 申請(qǐng)人:同方環(huán)境股份有限公司