一種緩釋型硅鉀肥的制造方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢棄資源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋型硅鉀肥的制造方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國鋼鐵工業(yè)的加速發(fā)展，鋼鐵渣的產(chǎn)生量隨之大幅度增加，這些廢渣不僅占用大量的土地，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。我國鋼鐵渣的綜合利用雖取得了一些成果，但仍有許多地方有待改進(jìn)。主要表現(xiàn)在:(I)鋼鐵渣的利用率較低；(2)利用鋼鐵渣生產(chǎn)的產(chǎn)品附加值較低；(3)高溫熔渣的顯熱沒有得到充分的利用。鋼鐵熔渣排放時(shí)的溫度一般在1350?1650°C，屬于高品位余熱資源，具有很高的回收價(jià)值。目前除少量冶金爐渣熱態(tài)循環(huán)利用外，大部分爐渣潛熱未得到有效利用。因此拓展鋼鐵渣的資源化利用途徑，提高鋼鐵渣的綜合利用率和產(chǎn)品附加值，是當(dāng)前我國鋼鐵工業(yè)急需解決的問題。鉀肥是我國農(nóng)業(yè)的主要肥料，年用量近1000萬噸。但是大部分依賴進(jìn)口，且鉀肥又是水溶性的，利用低，污染土壤和水系，也有待急需解決的問題。硅鉀肥是一種優(yōu)質(zhì)的緩釋性肥料，既能為土壤和作物提供必需的營養(yǎng)元素鉀，又能提供有利于作物生長(zhǎng)的硅。我國作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，開發(fā)高效，低成本的緩釋型硅鉀肥料是當(dāng)務(wù)之急。
[0003]目前已有學(xué)者對(duì)緩釋型硅鉀肥進(jìn)行研究。河南省硅肥工程技術(shù)中心采用轉(zhuǎn)換法，以鉀長(zhǎng)石類鉀礦物為原料生產(chǎn)硅鉀肥，該法雖利用了我國豐富的難溶性鉀礦資源，但需加熱、前期處理等工序，生產(chǎn)工序復(fù)雜、能耗大，且含鉀量相對(duì)較低。日本北海道工業(yè)開發(fā)試驗(yàn)所和廢棄物工學(xué)研究所在1980年用煤灰、碳酸鉀、氫氧化鉀、氫氧化鎂、煤粉為原料，在900°C流化床中生產(chǎn)硅酸鉀復(fù)合肥，該方法需要造粒機(jī)、干燥爐、反應(yīng)爐等設(shè)備，投資較大，成本較高。發(fā)明專利“一種新型長(zhǎng)效硅鉀肥生產(chǎn)方法”(公開號(hào):CN1611462A)提到向鐵水罐中脫硅渣加入一定量的碳酸鉀或氫氧化鉀將其改性為緩釋肥；發(fā)明專利“一種復(fù)合型顆粒緩釋硅肥的生產(chǎn)方法”(公開號(hào)CN101260012A)，提到將渣罐中的液態(tài)高爐渣以0.1?0.5噸/分鐘的流速倒入中間包，同時(shí)將碳酸鉀通過管道連續(xù)輸入中間包，然后經(jīng)過?；玫焦桠浄?。這幾種方法都用到價(jià)格較高的改質(zhì)劑碳酸鉀導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，且我國目前鐵水預(yù)處理脫硅規(guī)模很小，脫硅渣的渣量不多，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)硅鉀肥不現(xiàn)實(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用廢棄資源，節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)成本低且工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)的緩釋型硅鉀肥的制造方法。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造緩釋型硅鉀肥的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可自動(dòng)加料，勞動(dòng)強(qiáng)度低，系統(tǒng)封閉，廢氣回收，環(huán)境友好。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0007]一種緩釋型硅鉀肥的制造方法，該方法在渣罐中進(jìn)行，其特征在于:包括如下步驟:
[0008](5)準(zhǔn)備:高溫高爐渣從高爐I底部側(cè)面設(shè)置的出渣口經(jīng)爐渣管道2流入渣罐3中；將改質(zhì)劑K2SO4加入壓力容器9中；將噴槍5插入渣罐3的高爐渣中；
[0009](6)合成反應(yīng):打開壓力容器9的閥門11，使用載氣12將改質(zhì)劑K2SO4從噴槍5噴入渣罐3的高爐渣中，改質(zhì)劑K2SO4在上升過程中經(jīng)載氣12的強(qiáng)烈攪拌與高爐渣均勻混合，并被加熱、熔化，K2SO4分解成K 20和SO3，其中K2O和高爐渣中含有的S12合成K 20.nSi02緩釋性化合物；
[0010](7)副產(chǎn)品收集:步驟(2)中產(chǎn)生的SO3氣體，通過渣罐蓋4上部設(shè)置的氣體出口經(jīng)排氣管道13通入水箱8中，并與水箱8中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到H2SO4溶液；
[0011](8)主產(chǎn)品收集:步驟(2)中產(chǎn)生的K2O ^nS12緩釋性化合物經(jīng)冷卻、破碎后裝袋。
[0012]所述步驟⑴中噴槍5通過升降機(jī)構(gòu)6插入渣罐3的高爐渣中。
[0013]所述步驟⑵中，載氣12為氮?dú)?，反?yīng)溫度為1100?1500 °C，保溫時(shí)間為10?60mino
[0014]所述步驟(3)水箱8中的原溶液為Ca (HO)2,得到的副產(chǎn)品溶液為CaS04。
[0015]所述改質(zhì)劑K2SO4為水溶性K 2S04。
[0016]所述步驟(4)的冷卻方式為爐冷、空冷或水冷。
[0017]該方法得到的緩釋型硅鉀肥，K2O理論含量可達(dá)10?20%，含有豐富的S1、Ca、Mg元素，不含重金屬N1、Cr、Co、W、Mo、V等有害元素。
[0018]該方法得到的緩釋型硅鉀肥具有如下緩釋效果:
[0019]K2O在水溶液中，第I天融出率< 15%，第28天融出率約20% ；
[0020]K2O在2%檸檬酸溶液中，28天溶出率達(dá)到80%。
[0021]一種緩釋型硅鉀肥的制造系統(tǒng)，系統(tǒng)包括高爐1、渣罐3、渣罐蓋4、噴槍5和壓力容器9 ;高爐I底部側(cè)面設(shè)置有出渣口，通過爐渣管道2與渣罐3上部的進(jìn)渣口連接；渣罐3頂部設(shè)置有渣罐蓋4 ;噴槍5的出端從渣罐蓋4中部插入渣罐3中，另一端通過輸送管道7分別與壓力容器9和載氣12連接；壓力容器9出口處設(shè)置有閥門11。
[0022]所述噴槍5與升降結(jié)構(gòu)6機(jī)械連接。
[0023]所述渣罐蓋4上部設(shè)置有氣體出口，并通過排氣管道13通入水箱8中。
[0024]所述噴槍5距渣罐3底部距離為150?250mm。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0026]1.本發(fā)明利用廢棄高爐渣作為生產(chǎn)原料，拓展了高爐渣的新用途和剩余價(jià)值；
[0027]2.本發(fā)明使用水溶性的硫酸鉀作為改質(zhì)劑，降低了硅鉀肥的生產(chǎn)制造成本；
[0028]3.本發(fā)明利用高爐渣自身余熱，無需外加熱源，節(jié)能環(huán)保；
[0029]4.本發(fā)明在生產(chǎn)硅鉀肥的同時(shí)，還可以回收稀H2S04和CaS04副產(chǎn)品，增加了產(chǎn)品附加值；
[0030]5.本發(fā)明生產(chǎn)的緩釋型硅鉀肥，K20含量可達(dá)10?20%，且具有優(yōu)良的緩釋效果，可滿足不同用戶的要求。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明緩釋型硅鉀肥的制造系統(tǒng)組成示意圖
[0032]圖2為本發(fā)明實(shí)施例與其它鉀肥中K2O在水中溶出率比較圖
[0033]其中的附圖標(biāo)記為:
[0034]I高爐2爐渣管道3渣罐
[0035]4渣罐蓋5噴槍6升降機(jī)構(gòu)
[0036]7輸送管道8水箱9壓力容器
[0037]10氣體出口11閥門12載氣
[0038]13排氣管道
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0040]本發(fā)明選用不含重金屬N1、Cr、Co、W、Mo、V等有害元素，含豐富的S1、Ca、Mg等礦物營養(yǎng)元素的高爐渣。
[0041 ] 本發(fā)明提供一種緩釋型硅鉀肥的制造方法，該方法在渣罐中進(jìn)行，包括如下步驟:
[0042](I)準(zhǔn)備:高溫高爐渣從高爐I底部側(cè)面設(shè)置的出渣口經(jīng)爐渣管道2流入渣罐3中；將改質(zhì)劑K2SO4加入壓力容器9中；通過升降機(jī)構(gòu)6將噴槍5插入渣罐3的高爐渣中；
[0043](2)合成反應(yīng):打開閥門11，使用載氣12將改質(zhì)劑K2SO4從噴槍5噴入渣罐3的高爐渣中，改質(zhì)劑K2SO4在上升過程中經(jīng)載氣12的強(qiáng)烈攪拌與高爐渣均勻混合，并被加熱、熔化，K2SOj解成K 20和SO3，其中K2O和高爐渣中含有的S12合成K 20.nSi02緩釋性化合物；
[0044](3)副產(chǎn)品收集:步驟(2)中產(chǎn)生的SO3氣體，通過渣罐蓋4上部設(shè)置的氣體出口經(jīng)排氣管道1