利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的新工艺

摘要

本发明涉及一种利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的新工艺，包括以下步骤：首先将镁还原炉炉渣粉磨至100～200目左右，与稀盐酸充分反应，过滤出二氧化硅聚合物；将滤液分成两部分，一部分直接蒸发结晶出氯化钙和氯化镁混合晶体，另一部分与稀硫酸充分反应后，蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁混合晶体；最后将二氧化硅聚合物和所有的混合晶体进行混合、造粒，生产出钙镁硫硅肥。本发明使用镁还原炉炉渣、稀盐酸和稀硫酸等工业副产品为原料，生产出主要成分为氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸镁和活性二氧化硅等的肥料，不仅彻底解决了镁还原炉炉渣处理困难和严重污染环境的问题，还具有生产成本低、变废为宝和无二次污染等优点，因此具有十分广阔的市场前景。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种将镁还原炉炉渣资源化利用的新工艺，尤其涉及利用镁还原炉炉渣生产钙镁硫硅肥的新工艺。

背景技术

在金属镁的冶炼过程中，会产生大量的镁还原炉炉渣，该废渣易粉化，水化溶液显碱性，严重污染环境。目前对于镁还原炉炉渣的资源回收利用方式主要包括：制作镁渣砖、墙体材料、水泥配料及脱硫剂等。由于镁还原炉炉渣中的MgO含量偏高，且成分不太稳定，容易引起镁渣砖、墙体材料和水泥产品的硬化体胀裂，限制了镁还原炉炉渣的大规模应用；而将镁还原炉炉渣用作脱硫剂的研究还处于实验阶段，且受到工业使用方面的限制。因此镁还原炉炉渣的处理问题可以说是镁工业发展的主要障碍。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种利用镁还原炉炉渣生产钙镁硫硅肥的新工艺。该工艺以镁还原炉炉渣、工业稀盐酸和稀硫酸为原料，生产可供农作物吸收的钙镁硫硅肥，变废为宝，使得镁还原炉炉渣难处理、污染环境的问题得到彻底解决。

利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的新工艺，包括以下步骤：

（1）将镁还原炉炉渣经粉磨机粉磨至100～200目左右；

（2）粉磨后的镁还原炉炉渣与稀盐酸充分反应后，过滤出滤渣，即二氧化硅聚合物,将得到的二氧化硅聚合物烘干粉磨备用；

（3）将滤液分为A、B两份，A、B比例为1:（1.7～2），A溶液与稀硫酸充分反应后，蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁的混合晶体，B溶液在100～150℃下直接蒸发结晶出含有氯化钙和氯化镁的混合晶体；

（4）将二氧化硅聚合物、氯化钙晶体和氯化镁的混合晶体、硫酸钙和硫酸镁混合晶体混合后造粒，即可得钙镁硫硅肥。

所述步骤（1）中的镁还原炉炉渣的成分为：CaO：45～58%，MgO：7～10%，SiO₂：25～35%，Fe₂O₃：4～5%，Al₂O₃忽略不计。

所述步骤（2）中反应所需的稀盐酸浓度在15～25%之间，反应所需的稀硫酸浓度在25～40%之间。

所述利用镁还原炉炉渣生产高效钙镁硫硅肥的新工艺所需的镁还原炉炉渣、稀盐酸、稀硫酸的比例范围为 1:（2～2.5）:（1.5～2）。

所述步骤（2）中将烘干后的的二氧化硅聚合物粉磨至100～200目。

所述步骤（2）中是利用真空过滤滤出滤渣。

本发明相比于其它镁还原炉炉渣的处理方法，具有以下几大优点：

（1）我国是农业大国，年使用肥量极大，且我国耕地普遍缺乏钙、镁、硫、硅等元素，因此将镁还原炉炉渣制成钙镁硫硅肥，市场前景广阔。

（2）工艺所需的盐酸和硫酸均为工业副产品，生产成本低。

（3）工艺简单，投资成本低。

（4）将镁还原炉渣彻底变废为宝，无二次污染。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

本发明所使用的镁还原炉炉渣原料采用山西闻喜银光镁业公司的镁还原炉渣，其化学成分CaO为57.5%，MgO为7.26%，SiO₂为30.5%，Fe₂O₃为4.18%，Al₂O₃为0.46%，其余为杂质。

实施例1：

用粉磨机将镁还原炉炉渣粉磨至100目，称取100g，并配制15%浓度的盐酸300mL，30%浓度的硫酸200mL；将15%浓度的稀盐酸缓慢混入镁还原炉炉渣，不断搅拌，直至溶液PH值降至6～7之间；使用真空泵过滤反应溶液，分离出二氧化硅聚合物，烘干后二次粉磨至150目；将滤液按1:1.7比例分为A、B两份，向A 溶液中加入30%浓度的稀硫酸，无沉淀生成后继续滴入30mL左右的稀硫酸，蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁的混合晶体；在150℃下直接蒸发B溶液，直至结晶出氯化钙和氯化镁的混合晶体；最后将二氧化硅聚合物与所有的结晶体混合造粒，即可获得钙镁硫硅肥。

实施例2：

用粉磨机将镁还原炉炉渣粉磨至150目，称取100g，并配制20%浓度的盐酸300mL，35%浓度的硫酸200mL；将20%浓度的稀盐酸缓慢混入镁还原炉炉渣，不断搅拌，直至溶液PH值降至6～7之间；使用真空泵过滤反应溶液，分离出二氧化硅聚合物，烘干后二次粉磨至150目；将滤液按1:2比例分为A、B两份，向A 溶液中加入35%浓度的稀硫酸，无沉淀生成后继续滴入20mL左右的稀硫酸，蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁的混合晶体；在150℃下直接蒸发B溶液，直至结晶出氯化钙和氯化镁的混合晶体；最后将二氧化硅聚合物与所有的结晶体混合造粒，即可获得钙镁硫硅肥。

实施例3：

 用粉磨机将镁还原炉炉渣粉磨至200目，称取100g，并配制25%浓度的盐酸300mL，40%浓度的硫酸200mL；将25%浓度的稀盐酸缓慢混入镁还原炉炉渣，不断搅拌，直至溶液PH值降至6～7之间；使用真空泵过滤反应溶液，分离出二氧化硅聚合物，烘干后二次粉磨至150目；将滤液按1:2比例分为A、B两份，向A 溶液中加入40%浓度的稀硫酸，无沉淀生成后继续滴入10mL左右的稀硫酸，蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁的混合晶体；在150℃下直接蒸发B溶液，直至结晶出氯化钙和氯化镁的混合晶体；最后将二氧化硅聚合物与所有的结晶体混合造粒，即可获得钙镁硫硅肥。