[发明专利]粉煤灰酸法提铝残渣制备含硅钾复合肥的方法和含硅钾复合肥以及粉煤灰的利用方法

说明书

本发明涉及粉煤灰酸法提铝残渣和粉煤灰的利用领域，公开了粉煤灰酸法提铝残渣制备含硅钾复合肥的方法和含硅复合肥以及粉煤灰的利用方法。该方法包括：(1)在KOH溶液存在下，将粉煤灰酸法提铝残渣与肥源混合为浆液，并进行加热反应，其中所述肥源为钙源和/或镁源；(2)将步骤(1)得到的反应产物进行固液分离，所得滤饼经造粒、烘干后得到硅钙钾复合肥、硅镁钾复合肥或硅钙镁钾复合肥。该方法可简化制备操作，避免了硅酸钾的固液分离操作，降低营养元素硅、钙、镁的损失。

技术领域

本发明涉及粉煤灰酸法提铝渣和粉煤灰的利用领域，具体地，涉及粉煤灰酸法提铝残渣制备含硅钾复合肥的方法和含硅钾复合肥以及粉煤灰的利用方法。

背景技术

高铝粉煤灰是我国所特有的一种新型铝资源，其远景资源量约100亿吨氧化铝。高铝粉煤灰的开发利用可极大缓解我国铝土矿资源短缺的问题。“一步酸溶”法是目前为止一种较为理想的高铝粉煤灰提取氧化铝方法，但每生产100吨Al₂O₃将排放约130-150吨的高硅固体废渣--“粉煤灰提铝残渣”，行业内俗称白泥。

目前，粉煤灰提铝残渣的利用主要集中在硅系产品(水玻璃、白炭黑、硅微粉等)制备、基础建材(水泥、瓷砖、蒸压砖等)制造，以及用于生产保温、耐火材料等领域。但是以上应用方向在产品经济附加值、市场容量以及消纳效率之间均存在不同程度的矛盾，导致白泥整体利用率偏低。根据相关规定，新建利用高铝粉煤灰生产氧化铝系统的固体废弃物，其综合利用率须达到96％以上。当前白泥已有的各种利用的利用率远不能达到这一指标，直接限制了高铝粉煤灰提铝技术的应用和推广。因而，白泥的高值、高效消纳技术亟待开发。

在国际土壤界中，硅肥被列为继氮、磷、钾之后的第四大元素肥料。国家测土配方已将是否缺少二氧化硅作为技术标准。硅肥已成为21世纪中国的一种新型肥料。目前，我国缺硅土壤占总耕地面积的50-80％以上。以水稻为例，我国常年种植水稻的面积达3333多万公顷，缺硅土壤占50％以上。如果全部施用硅肥，按增产10％计，仅此一项每年应可增产100万吨稻谷，推广硅肥的生产与应用具有非常明显的社会和经济效益。硅肥产业未来相当长一段时期将处于上升阶段，市场空间巨大，竞争压力很小。此外，钙、镁也是植物生长发育所必需的中量元素。为土壤补充Si、Ca、Mg，可以对作物生产发育具有协同促进作用。

CN1923764A公开了一种枸溶性硅钙镁肥，其中，构成硅钙镁肥的原料及重量百分比含量是水淬钢渣60-70％，轻烧镁4-12％，硅渣10-20％，稀硫酸15-20％，卤水1-3％。具体的制备方法为将水淬钢渣、轻烧氧化镁、硅渣等按比例混合后加稀硫酸在135℃下酸烧20min，是在酸性条件下得到酸性的产物体系。

CN101591197A公开了一种利用高铝粉煤灰预脱硅制备硅钙肥的方法，包括(1)将原料高铝粉煤灰加入氢氧化钠溶液进行碱溶反应；(2)对碱溶反应生成的硅酸钠溶液进行过滤分离，滤饼脱硅粉煤灰作为提取氧化铝的配料；(3)向过滤分离后的硅酸钠溶液中加石灰乳沉淀反应并过滤分离，滤饼为硅酸钙，滤液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液返回步骤(1)循环使用； (4)对滤饼硅酸钙进行干燥、磨细，制得硅钙肥产品。该方法所采用工艺路线的步骤(2)涉及硅酸钠的固液分离。而硅酸钠溶液(俗称“水玻璃”) 具有高粘度特性，分离时操作困难、过滤损失率过高。虽然可以采取保温过滤(即采用90℃下过滤)、加大过滤压力或改进过滤设备，但增加了操作难度或设备成本，推高含硅复合肥的制备成本。