一种硅肥的生产方法 (一)所属技术领域
本发明涉及一种硅肥的生产方法，特别涉及一种用煤矸石或粉煤灰与造纸黑液生产硅肥的生产方法。
(二)背景技术
目前，硅肥作为农作物用肥，其用量越来越大。一般硅肥的生产方法，其成本较高，生产工艺复杂。另一方面，对于造纸黑液，由于回收成本过高，有些规模较小的造纸厂往往违规排放，对当地生态造成了严重破坏。若进行无害化处理，其设备和运行费用之高也并非中小型企业所承担得起的。因此，造纸黑液是一个迫切需要尽快解决的问题。目前也有使用造纸黑液生产硅肥的方法，如专利号为01113625的中国专利：“综合利用废弃资源联产超细氧化铁和高中微量元素复合肥”，是利用钢铁厂的酸洗废液、水淬渣、镀锌废渣和造纸厂的废碱液为主要原料，生产超细氧化铁和较高微量元素复合肥，其中造纸厂的废液为稳定剂。如专利号为01140782的中国专利：“硅肥及其制造方法”，是利用在预处理熔融生铁过程中产生并且具有较高可溶性氧化硅含量的炉渣生产硅肥。但上述方法存在生产工艺复杂、加工温度较高、成本较高、原料适应性差的缺点。
(三)发明内容
本发明为了克服以上不足，提供了一种利用造纸黑液与煤矸石或粉煤灰生产硅肥的生产方法，并具有热处理温度低，硅利用率高，操作简单，成本低的优点。
本发明是通过以下措施来实现的：
本发明的硅肥的生产方法，包括以下步骤：
a.按造纸黑液∶粉煤灰或煤矸石等于1～40∶1的重量比，将上述物料混合均匀并干燥，放入加热炉内催化活化，活化温度为600～800℃，活化时间10～50分钟左右，得活化物；
b.将上述活化物出炉，晾干粉碎后即得产品。
上述地硅肥的生产方法中，所述的造纸黑液∶粉煤灰或煤矸石的最佳配比等于5～15∶1。
上述的硅肥的生产方法，最好在粉煤灰或煤矸石在加热炉内活化前，按1吨粉煤灰或煤矸石加100-500g的重量比加入催化剂A，催化剂A是按SeO2∶MnO2∶CuO为0～20∶0～20∶0～20的重量比混合而成。催化剂A的最佳重量比例为SeO2∶MnO2∶CuO为10～15∶5～10∶5～20。
上述的硅肥的生产方法，活化物出炉后，最好按1吨粉煤灰或煤矸石喷洒10～20L催化剂B的比例，趁热均匀喷洒催化剂B，催化剂B是按B(OH)3∶ZnSO4等于0～10g∶0～50g的比例混合，再加入0～500mL的浓H3PO4或0～200mL的浓H2SO4，加水至10L配成。催化剂B的最佳配比为B(OH)3∶ZnSO4等于4～10g∶10～50g的比例混合，再加100～500mL的浓H3PO4或50～200mL的浓H2SO4，加水至10L配成。
本发明的硅肥生产方法，为了使催化剂与反应物料充分接触，所述的催化剂A粉碎至直径＜0.1mm。
本发明所需原料主要是粉煤灰或煤矸石和造纸黑液，先将粉煤灰或煤矸石、造纸黑液与催化剂A按一定比例混合均匀后干燥，再将该混合物升温加热，并在600～800℃灼烧10～50分钟后出炉；同时在炉口处喷洒催化剂B并使之混合均匀；适当晾晒后经简单破碎即得本发明的产品。
本发明的原理是，在外加热量的条件下，充分利用造纸黑液所蓄积的较大能量，在催化剂A存在下进行充分活化，使造纸黑液与粉煤灰或煤矸石在600-800℃下充分反应。随着温度的升高，大量存在于造纸黑液中的含氧官能团逐步与煤矸石或粉煤灰中的金属离子络合，从而将煤矸石或粉煤灰中的含硅阴离子释放出来，与造纸黑液中的碱性化合物充分反应。然后，再与催化剂B发生水淬反应，将金属离子转化成硫酸盐或磷酸盐，保证了硅的可溶性，从而制成本发明的产品。
本发明生产的硅肥料，一般可以100％溶解于稀的酸溶液，如在pH＜4的盐酸中即可全溶。因此，本发明生产的硅肥料中的硅可以被100％利用。
本发明生产的硅肥料，其有效硅的含量为20-40％，基本呈中性。同时，由于加入了硒、锰、铜、硼、锌等微量元素，本发明的产品也可适当补充这几种微量元素在土壤中的不足，并可根据土壤具体情况进行适当调整。另外，根据需要，本发明的产品也可调成微碱性或微酸性。
本发明的生产工艺，其消耗造纸黑液量比较大，1吨粉煤灰或煤矸石，可以消耗24°Be的造纸黑液1～40吨，得到1～3吨硅肥料。这样，硅肥厂既可以大量消耗粉煤灰或煤矸石，又可以大量消耗造纸黑液，防止了粉煤灰、煤矸石或造纸黑液对环境的污染。
本发明的生产方法，生产方法简单，原料成本低。生产1吨硅肥料，除了粉煤灰或煤矸石运输成本外，所加入催化剂的成本总共不超过20元。由于造纸黑液所蓄积的能量，外加能源较少，大大节约了能源。通风热处理温度在600-800℃，可实现自动化生产。
综上所述，本发明的方法所生产的硅肥有效硅含量高，工艺简单，操作方便，实现了废物再利用，且变废为宝。
(四)具体实施方式
1.实施例1
①按SeO2∶MnO2∶CuO为5∶10∶20的重量比将以上原料混合均匀，制得催化剂A；
②取5g B(OH)3、10g ZnSO4混合，再加入300ml的H3PO4溶解完全，加水至10L配成催化剂B。
③取造纸黑液50吨，电厂粉煤灰10吨，催化剂A为1千克，将上述物料混匀干燥，放入加热炉内通风加热至800℃，恒温活化20分钟，得活化物；
④将上述活化物出炉，按1吨粉煤灰喷洒10L催化剂B的比例，将活化物趁热均匀喷洒催化剂B，晾干粉碎后即得产品22吨，有效硅含量为32.8％。
2.实施例2
①按SeO2∶MnO2为20∶5的重量比将以上原料混合均匀，制得催化剂A；
②取10g B(OH)3、40g ZnSO4混合，再加入150ml的H2SO4溶解完全，加水至10L配成催化剂B。
③取造纸黑液200吨，煤矸石20吨，催化剂A为5千克，将上述物料混匀干燥，放入加热炉内通风加热至600℃，恒温活化50分钟，得活化物；
④将上述活化物出炉，按1吨煤矸石喷洒15L催化剂B的比例，将活化物趁热均匀喷洒催化剂B，晾干粉碎后即得产品37吨，有效硅含量为29.6％。
3.实施例3
①按SeO2∶MnO2∶CuO为20∶10∶10的重量比将以上原料混合均匀，制得催化剂A；
②取造纸黑液100吨，电厂炉渣5吨，催化剂A为2千克，将上述物料混匀干燥，放入加热炉内通风加热至750℃，恒温活化30分钟，得活化物；
③活化物出炉后自然冷却后破碎，得产品10.8吨，有效硅含量为38.7％。
4.实施例4
①取造纸黑液150吨，电厂粉煤灰10吨。将上述物料混匀干燥，放入加热炉内通风加热至600℃，恒温活化40分钟，得活化物；
②活化物出炉后自然冷却后破碎，得产品24吨，有效硅含量为28.7％。
5.实施例5
①取15g B(OH)3，再加入350ml的H3PO4溶解完全，加水至10L配成催化剂B。
②取造纸黑液70吨，电厂粉煤灰2吨，将上述物混匀干燥，放入加热 炉内通风加热至800℃，恒温活化30分钟，得活化物；
③将上述活化物出炉，按1吨粉煤灰喷洒20L催化剂B的比例，将活化物趁热均匀喷洒催化剂B，晾干粉碎后即得产品4.5吨，有效硅含量为22.8％。