CN113502164A - 一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品 - Google Patents

一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品，所述方法包括：将脱硫石膏和磷石膏与钾矿石及添加剂、水，通过物料混合、过滤、烘干、煅烧、冷却、粉碎步骤，制备出矿物质土壤调理剂中间体；然后加入硫酸锌、***钠和硼砂，并加入水一起充分搅拌，再进行造粒，颗粒经烘干后即得到一种矿物质土壤调理剂。本发明生产的矿物质土壤调理剂矿物质养分全面和均衡，矿物质中含有钙、钾、钠、硅、镁、硫，以及硒、锌、硼、铁等多种微量元素成分，养分种类齐全，可达到营养平衡的效果，对于酸性土壤的改良、补充缺失土壤矿物质以及防止土壤板结等等都具有很好的功能。

Description

一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂 的方法及产品
技术领域
本发明属于工业石膏类固体废弃物农业资源化利用领域，具体涉及一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法及产品。
背景技术
脱硫石膏是化石燃料燃烧排放的含二氧化硫烟气，经石灰石——石膏法实施湿法烟气脱硫而产生的工业固体废弃物，其主要成分为二水硫酸钙 (CaSO4·2H2O)，自由水含量一般在10％左右甚至更高，流动性差。截止2019 年，我国脱硫石膏年产量已达71.5Mt。目前，我国脱硫石膏的综合利用途径还比较单一，主要被用作水泥缓凝剂和用于生产石膏板、石膏砌块等新型墙体材料；同时，在石膏基干混砂浆、高强石膏等产品生产中也在逐步推广应用(陈晓，龙梁川，宋大勇.燃煤发电企业固体废弃物的资源化利用研究综述，东北电力技术，2020，41(7)：27-30转59)。(1)用作水泥缓凝剂。这是目前脱硫石膏最主要的利用方式。脱硫石膏与天然石膏成分相近，纯度比天然石膏还高，从其性能来看，完全可替代天然石膏用作水泥缓凝剂。但脱硫石膏含水率较高，如果直接用作水泥缓凝剂，不仅会在运输、储存过程中出现黏结、堵料现象，而且会造成计量不准、生产不稳定，影响水泥质量。因此，在用作水泥缓凝剂前，需进行低温烘干，将含水量控制在3.0％左右，也可通过造粒将脱硫石膏制成5～40mm小球或料块，同时也消除因细粉飞扬造成的环境污染(P.Tesarek,J.Drchalova,J.kolisko,et al.Flue gas desulfurization gypsum:study of basicmechanical,hydric and thermal properties.Construction and Building Material,2007,21:1500-1509.)。(2)纸面石膏板。2004年以前，我国纸面石膏板生产主要以天然石膏作原料，生产企业大多分布在石膏矿产资源丰富的地区。随着脱硫石膏处理技术及装备的不断开发，以及脱硫石膏的大量增加，2006年以后国内新建的大型纸面石膏板生产线基本都用脱硫石膏作为原料，因此，纸面石膏板可以100％的利用脱硫石膏，纸面石膏板适合大工业高标准的自动化流水线生产，产品运输半径大，能耗低，技术含量、附加值高，是脱硫石膏综合利用的最佳方向之一。(3)石膏砌块。以脱硫石膏为主要原料，掺加适量的辅助原料，经浇注或压制成型、脱水干燥等工艺制成的石膏砌块是一种轻质隔墙块型材料，属绿色墙材，其技术经济性好，市场竞争力较强，也是脱硫石膏综合利用主要途径之一。(4)石膏基干混砂浆。脱硫石膏经干燥、煅烧、冷却、调性后，可生产出质量良好的脱硫建筑石膏。以脱硫石膏为主要原料，掺加不同的填料和外加剂，可生产出包括粉刷石膏、石膏腻子、粘结石膏、嵌缝石膏等在内的石膏基干混砂浆，这也是脱硫石膏综合利用的途径之一。在我国东部地区特别是在广东、江苏、上海和浙江，经济发展水平高，天然石膏资源缺乏，脱硫石膏的应用量比较大，利用率很高。而在中西部地区，脱硫石膏应用水平很差，利用率很低，有的地区完全没有得到利用。目前，中小企业生产的石膏制品多数集中在纸面石膏板、石膏砌块、石膏砂浆等领域(尤彩霞，我国燃煤电厂脱硫石膏综合利用概述，当代化工研究，2019，(04)：39-40)。在高端产品市场上，如α高强石膏、自流平石膏、石膏晶须等几乎没有中国品牌。自流平石膏在国外已经推广应用了几十年，有成熟的生产技术及配套机具。我国自20世纪80 年代开始研制自流平石膏，但是市场推广目前仍然处于起步阶段。石膏产品生产企业散、小、多，价格竞争严重，利润空间非常低。
磷石膏是工业生产高浓度磷肥时产生的一种工业副产石膏，主要成分也是二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)。每制取1吨磷酸(以100％P2O5计)将产生4.8～ 5.0吨磷石膏；磷石膏为灰白色或灰黑色，含有10.0-30.0％的水分，pH值为1.9-5.3，含氟量≤0.5％，颗粒直径一般为5～50μm。还含有残留有机磷、无机磷、氟化物以及硅、铝、钾、钠等成分。我国的云南、湖北、贵州、山东、安徽、重庆、江苏、四川、广东、陕西等10省的磷石膏产生量占全国磷石膏总产生量的91.5％。但目前综合利用率十分低下，急待进行有效处理和资源化利用(李国鹏，磷石膏综合利用技术难点探讨，硫酸工业，2019，(10)：20-21转27)。
钾矿石主要是含有钾长石、伊利石、白云母、白榴石等硅铝酸盐矿物，一般要求K2O含量≥8％，岩石类型涵盖火山岩、火山沉积岩、沉积岩和变质岩等等。这些岩石广泛分布于我国大部分地区，据估计：我国富钾岩石含钾总储量至少在200亿吨，远高于我国水溶性钾储量8291.6万吨。由于富钾岩石中的K2O 被固定在硅铝酸盐晶格中，在自然条件下很难直接被植物吸收，如何利用钾矿石生产钾肥以及相应的土壤调理剂已成为当下的研究热点。
我国从20世纪60年代初开始，先后开展了利用钾长石制取钾肥的研究工作，制取方法综合起来可分为：烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法等等。但截止目前为止，只有烧结法实现了工业化应用。其反应原理为：采用石灰石和煤炭作为辅料，与钾长石混合，经粉碎、成球和锻烧，使大分子的钾长石转化成小分子的硅酸钾、碳酸钾等等，已被企业广泛采用，如山西“富力邦”和陕西“蓉昌”两家。该方法具有生产成本低，且能将钾长石中的硅和石灰石中的钙一起解析出来，变成弱碱性钾、硅、钙等大中量元素矿物质土壤调理剂，有利于综合利用岩石中的各种矿质养分，产品有着较好的市场前景，对于南方酸性土壤的改良作用十分明显；但目前技术存在煅烧温度偏高，这一方法的煅烧温度一般在1200度以上，产品的水溶性偏低、具有水硬性，存在加水结块会使土壤发生板结等问题。
发明内容
为解决上述存在的不足和弊端问题，提高石膏类工业固废以及其钾矿石的资源利用效率，本发明的目的提供利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石复合生产矿物质土壤调理剂的方法及产品。
本发明通过高温煅烧使脱硫石膏和磷石膏发生分解，产生氧化钙，并与一部分剩余的硫酸钙、钾矿石组成CaO——CaSO4——钾长石反应体系，使得钾矿石的钾转变成硫酸钾、钙转变成硅酸钙、铝酸钙，镁转变成硅酸钙镁等带具有枸溶性特征的小分子化合物，即转变成矿物质土壤调理剂；煅烧过程中一部分硫酸钙发生热分解，产生的含二氧化硫废气可用石灰石浆液进行有效吸收，得到的脱硫产物石膏经脱水后可加入到物料中重复使用，净化的烟气达标排放；而添加剂的加入，增加了镁以及锌、硒、硼、铁等微量元素的含量，使得调理剂的呈中微量元素养分更趋完整和均衡。
生产所用原辅料为烟气脱硫产生的脱硫石膏磷肥生产过程中产生的磷石膏，将它们与钾矿石、添加剂进行混合，经过物料搅拌、过滤、烘干、煅烧、冷却和粉碎，制备出矿物质土壤调理剂中间体；再在其中加入硫酸锌、***钠和硼砂等辅料，并加入适量水一起搅拌，进行造粒，经烘干包装后即为一种矿物质土壤调理剂。生产的产品可用于土壤调理修复，特别是为土壤提供大量的大、中、微量元素矿物质，是对大量化学元素氮、磷、钾化学肥料养分不足的有力补充。同时，该技术的实施，实现了变废为宝，促进了循环经济的发展。
本发明可使目前利用程度较低的湿式脱硫石膏和磷石膏与钾矿石实现农业高效资源化利用，解决这些大宗固体废弃物大量堆积以及引发的环境污染问题，同时，生产的矿物质土壤调理剂可用于土壤调理修复，解决目前我国土壤普遍存在的酸化、板结、矿物质养分低的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏和磷石膏与钾矿石及添加剂、水，通过物料混合、过滤、烘干、煅烧、冷却、粉碎步骤，制备出矿物质土壤调理剂中间体；
(2)在步骤(1)中制备出的矿物质土壤调理剂中间体中加入硫酸锌、***钠和硼砂，并加入水一起充分搅拌(让其起到充分润湿作用；通过水分的润湿作用，使各种化合物充分溶解、反应和螯合)然后进行造粒，颗粒经烘干后即得到一种矿物质土壤调理剂。
优选的，步骤(1)所述煅烧制备土壤调理剂中间体过程中，石膏高温分解产生的二氧化硫烟气采用石灰石浆液吸收剂进行吸收，即采用湿式石灰石——石膏法进行烟气脱硫，得到的脱硫副产物——二水石膏经脱水后作为脱硫石膏重复使用，二氧化硫得到净化的烟气达标排放。
优选的，步骤(1)中所述脱硫石膏的二水石膏含量≥98.0％，磷石膏的二水石膏含量≥95.0％；
优选的，步骤(1)中，所述脱硫石膏为湿法烟气脱硫过程中产生的脱硫石膏；所述磷石膏为磷肥生产过程中副产的磷石膏；所述钾矿石为含有钾长石、伊利石、白云母、白榴石的含钾硅铝酸盐岩石，其中K2O含量≥8.0％，所述岩石类型包括火山岩、火山沉积岩、沉积岩和变质岩。
优选的，步骤(1)中所述脱硫石膏、磷石膏与钾矿石的质量百分比为：脱硫石膏0-80％，磷石膏0-80％，钾矿石5-70％。
进一步优选的，步骤(1)中所述脱硫石膏、磷石膏与钾矿石的质量百分比为：脱硫石膏5-80％，磷石膏5-80％，钾矿石5-70％。
优选的，步骤(1)所述添加剂为氯化镁、氯化钾、白云石、菱镁矿中的任意二种，其加入量为脱硫石膏和磷石膏与钾矿石质量总和的3.0-15.0％。
优选的，步骤(1)所述水的加入量为脱硫石膏磷石膏与钾矿石及添加剂总质量的50-70％；所述物料混合为湿式球磨，所述球磨的搅拌速率50-90r/min，搅拌时间20-120min。
优选的，步骤(1)所述过滤的滤水可重复使用；所述过滤后的滤渣烘干到含水率5.0-8.0％；所述煅烧温度为925-1250度，煅烧时间为1.0-2.0小时。
优选的，步骤(2)所述矿物质土壤调理剂中间体与硫酸锌、***钠和硼砂的质量比为100：1.0-5.0：1.0-5.0：1.5-7.5；所述水的加入量为矿物质土壤调理剂中间体、硫酸锌、***钠和硼砂总质量的3.0-8.0％。
优选的，步骤(2)所述搅拌速率100-145r/min，搅拌时间20-45min；所述造粒为圆盘造粒，粒度控制在3.0-15.0mm；所述颗粒用热风烘干后包装成袋。
上述方法制备的矿物质土壤调理剂，其特征在于，所述的矿物质土壤调理剂中以K2O计钾含量≥4.0w％，枸溶性二氧化硅含量≥18.0w％，枸溶性氧化钙含量≥35.0w％，枸溶性氧化镁含量≥5.0w％、有效硫≥7.5w％，并含有锌、硒、硼、铁元素成分，总有效养分≥80w％，pH值为9.0-12.0。
本发明创造的反应机理为：脱硫石膏和磷石膏经过高温煅烧，一部分硫酸钙发生分解，释放出二氧化硫气体和固态氧化钙，与钾矿石一起将组成钾矿石—CaSO4—CaO反应体系，在反应温度为925～1250℃的条件下，对已搜集的有关钾矿石—CaSO4—CaO体系中可能发生的一系列化学反应的△GT 0值计算表明：其△GT 0值均小于-400kJ/mol，反应产物主要为硫酸钾、硅酸二钙、铝酸三钙以及其它硅酸钙镁、硅铝酸钙镁等形式存在，这些矿物质具有枸溶性，又有弱碱性的特点，可用来调节改良酸性土壤。
通过上述工艺过程的实施，可将利用价值低廉的脱硫石膏、磷石膏与钾矿石转变成附加值较高的矿物质土壤调理剂产品，加之混合一些锌、硒、硼、铁等微量元素成分，可制备出一种性价比较高的土壤调理剂新品种。生产每吨产品的能耗100～150公斤标准煤，耗电50-70度/吨产品。总生产成本低于500元，而该类土壤调理剂的市场售价至少在1500元/吨以上，从而产生较大的经济效益、环保效益和社会效益。
与已有技术相比，本发明具有以下优点和创新之处：
(1)、生产的原辅料主要为大宗工业固体废弃物，包括脱硫石膏、磷石膏和钾矿石等等。这些原辅料来源广泛，成本低廉，有利于实现固体废弃物的高效利用和实现经济效益的最大化。
(2)、本发明生产的矿物质土壤调理剂矿物质养分全面和均衡。矿物质中含有钙、钾、钠、硅、镁、硫以及硒、锌、硼、铁等多种微量元素成分，养分种类齐全，可达到营养平衡的效果。产品对于酸性土壤的改良、补充缺失土壤矿物质以及防止土壤板结等等都具有很好的功能。
附图说明
图1为本发明利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石原辅料生产矿物质土壤调理剂及产品的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施案例及附图对本发明技术方案作进一步详细描述，但本发明的保护范围和实施方式不限于此。
如图1所示，一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石原辅料生产矿物质土壤调理剂的方法及产品的工艺流程示意图，详细描述如下：
步骤1：采用湿法脱硫石膏和磷石膏与钾矿石以及添加剂等原辅料，通过物料混合(湿式球磨)、过滤、烘干、煅烧、冷却、粉碎等步骤，制备出矿物质土壤调理剂中间体；
步骤2：在步骤1制备的活矿物质土壤调理剂中间体中，加入硫酸锌、***钠和硼砂等辅料，并加入适量水一起搅拌，让其充分润湿，然后进行造粒，经过烘干后即为一种矿物质土壤调理剂。这种新品种中含有大量的矿物质元素硅、钙、镁、硫、钾、钠，微量元素锌、硒、硼、铁，营养组分齐全，是一种性价比极高的矿物质土壤调理剂新品种。
进一步地，在所述步骤1中，脱硫石膏和磷石膏分别为湿法烟气脱硫过程中产生的副产物磷肥生产过程中产生的工业副产物磷石膏；钾矿石主要为含有钾长石、伊利石、白云母、白榴石等硅铝酸盐矿物的岩石，一般要求K2O含量≥ 8.0％，岩石类型涵盖火山岩、火山沉积岩、沉积岩和变质岩等等。所用的添加剂为氯化镁、氯化钾、白云石、菱镁矿等四种，其加入量为其它物料质量之和的3.0-15.0％，并在其中加入总质量数额50-70％的水分，充分搅拌均匀(湿式球磨)，搅拌速率50-90r/min，搅拌时间20-120min，然后进行过滤，滤水重复使用，滤渣用煅烧排放的热尾气烘干到水分5.0-8.0％，然后进行煅烧，温度925-1250 度，时间1.0-2.0小时。即通过物料混合——过滤——烘干——煅烧——冷却——粉碎等步骤，制备出矿物质土壤调理剂中间体。
进一步地，将所述步骤1制备的矿物质土壤调理剂中间体再与硫酸锌、***钠和硼砂等质量比按100：1.0-5.0：1.0-5.0和1.5-7.5混合而成，并加入总质量数额3.0-8.0％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率100-145r/min，搅拌时间 20-45min；通过水分的润湿作用，使各种化合物充分溶解、反应和螯合，然后再进行圆盘造粒，粒度控制在3.0-15.0mm，烘干后包装成袋。即为一种矿物质土壤调理剂新品种，即为一种矿物质土壤调理剂新品种。
进一步地，步骤(2)制备的一种矿物质土壤调理剂新品种，所述的品种中钾(K2O)含量≥4.0％，枸溶性二氧化硅含量≥18.0％，枸溶性氧化钙含量≥35.0％，枸溶性氧化镁含量≥5.0％、有效硫≥7.5％，并含有锌、硒、硼、铁有效成分，总有效养分≥80％，pH值为9.0-12.0，是一种具有弱碱性特质的矿物质土壤调理剂新品种。
实施例1
山东某燃煤电厂，采用石灰石——石膏法实施烟气脱硫，产生了大量的工业脱硫石膏。同时，附近还有磷肥厂生产磷肥过程中产生的大量磷石膏。而山东烟台赋存有大量的钾长石，其中氧化钾含量14.35％，二氧化硅66.59％，三氧化二铝17.16％，另外还含有氧化钠、氧化铁等约2％，各种氧化物总计含量100％。将这三种原辅料按照质量比：脱硫石膏：磷石膏：钾长石34.5：25.8：29.7。在再其中加入添加剂为氯化镁+白云石等二种添加剂，二者质量比1：1，其加入量为其它原辅料总质量的10.0％，组成总和100％，然后其中加入总质量数额60％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率75r/min，搅拌时间65min，然后过滤，滤水重复使用，滤渣烘干到水分6.5％，然后进行煅烧，煅烧温度950度，煅烧时间 1.5小时。取出冷却至室温，然后进行粉碎，过100目(0.15mm)筛，得到矿物质土壤调理剂中间体，排放的含二氧化硫煅烧废气采用石灰石——石膏法进行烟气脱硫，得到的脱硫石膏经过滤、烘干后重复使用；得到的矿物质土壤调理剂中间体再与硫酸锌、***钠和硼砂等质量比按100：3.5：3.5和5.5混合而成，并加入总质量数额6.0％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率115r/min，搅拌时间30min；通过水分的润湿作用，使各种化合物充分溶解、反应和螯合，然后再进行圆盘造粒，粒度控制在13.5mm，烘干后包装成袋。即为一种矿物质土壤调理剂新品种。其中产品中钾(K2O)含量6.05％，枸溶性二氧化硅含量21.85％，有效氧化钙含量37.02.0％，枸溶性氧化镁含量5.05％，有效硫7.50％，并含有锌、硒、硼有效成分之和约5.5％，总有效养分82.97％，pH值为9.91，是一种具有弱碱性特质的矿物质土壤调理剂新品种。
实施例2
山西某燃煤锅炉采用石灰石——石膏湿法实施脱硫，产生了大量的脱硫石膏(CaSO4.2H2O)，附近的山西昔阳县也含有大量的含钾页岩，经分选后矿石中氧化钾含量8.75％，二氧化硅62.12％，三氧化二铝15.23％，另外还含有氧化钠、氧化铁、五氧化二磷、氧化锰等约13.90％，氧化物总含量近于100％。将脱硫石膏：含钾页岩两种物料按质量比57.5：33.5混合，再在其中加入氯化钾+菱镁矿，二者的质量比为1：1，加入量分别为4.5％，组成质量总量100％，一起计量混合后，加入物料总质量55％的水，一起进行湿式球磨，球磨石采用高铝球磨石，充分均化，搅拌速率90r/min，搅拌时间45min，然后过滤，滤水重复使用，滤渣烘干至水分7.5％，入活化窑炉进行高温煅烧，温度控制在1025度，煅烧时间 60分钟，取出烧成物冷却至室温，然后进行粉碎，所有粉碎的烧成物过100目 (0.15mm)筛，得到矿物质土壤调理剂中间体，排放的含二氧化硫煅烧废气采用石灰石——石膏法进行烟气脱硫，得到的脱硫石膏经滤水、烘干后重复使用；然后再与硫酸锌、***钠和硼砂等辅料按质量比100：3.5：2.0：5.0混合，并加入总质量分额6.5％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率95r/min，搅拌时间35min；通过润湿，使各种化合物充分溶解、反应和螯合，然后再进行圆盘造粒，粒度控制在6.0mm，烘干后包装成袋，即为一种矿物质土壤调理剂新品种。其中产品中钾(K2O)含量5.10％，枸溶性二氧化硅含量19.32％，有效氧化钙含量 35.95.0％，枸溶性氧化镁含量7.34％，有效硫6.25％，并含有锌、硒、硼有效成分7.5％，总有效养分81.46％，pH值为11.02，是一种具有弱碱性特质的矿物质土壤调理剂新品种。
实施例3
江苏省某化工厂50吨燃煤锅炉采用石灰石——石膏法进行烟气脱硫，脱硫过程中产生了大量的脱硫石膏(CaSO4.2H2O)，其含水量高达54％，经烘干后其含水量7.6％。钾矿石采自山东泰安，经矿石分选后其中氧化钾含量8.33％，二氧化硅66.14％，三氧化二铝13.56％，另外还含有氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、五氧化二磷、二氧化钛、二氧化锰等约11.97％，各种氧化物总量近于100％。将该种脱硫石膏：钾矿石按质量比54.23：38.77进行混合，再在其中加入添加剂氯化钾、白云石，二者的质量比1：1，二者的加入量分别为3.5％和3.5％，一起进入球磨机中球磨，再在其中加入总质量约54％的水，放入球磨石进行湿式球磨，球磨石采用高铝球磨石，搅拌速率60r/min，搅拌时间90min，然后过滤，滤水重复使用，滤渣烘干至水分8.0％，然后入窑炉进行煅烧，温度控制在995 度，煅烧时间45分钟，取出烧成物冷却至室温，然后进行粉碎，所有烧成物均过100目(0.15mm)筛，得到矿物质土壤调理剂中间体；排放的含二氧化硫废气再采用石灰石——石膏法实施烟气脱硫，得到的脱硫石膏经烘干后重复使用；所得到矿物质土壤调理剂中间体再与硫酸锌、***钠和硼砂等质量比按100： 5.0：5.0：7.5混合而成，并加入总质量数额的5.5％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率95r/min，搅拌时间45min；通过水分润湿作用，使各种化合物充分溶解、反应和螯合，然后再进行圆盘造粒，粒度控制在3.5mm，烘干后包装成袋，即为一种矿物质土壤调理剂新品种。其中产品中钾(K2O)含量4.05％，枸溶性二氧化硅含量20.15％，有效氧化钙含量35.25.0％，枸溶性氧化镁含量6.02％，有效硫7.5％，并含有锌、硒、硼有效成分8.0％，总有效养分80.97％，pH值为10.15，是一种具有弱碱性特质的矿物质土壤调理剂新品种。
实施例4
广东省湛江市某化工厂采用磷灰石生产磷酸，生产过程中产生了大量的磷石膏(CaSO4.2H2O)，堆积如山，影响到周围工厂的生产和居民的居住环境。磷石膏经烘干至含水量5.50％，二水石膏含量96.16％。钾矿石采自生产企业周边的钾长花岗岩，岩石经分选后其中氧化钾含量8.02％，二氧化硅75.65％，三氧化二铝9.68％，另外还含有氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁、二氧化钛等约 6.65％，矿石中各种氧化物总量近于100％。将该种磷石膏：钾矿石按质量比40.45：50.05进行混合，再在其中加入添加剂氯化镁、菱镁矿，二者的质量比1：1，二者的加入量分别为4.5％和4.5％，一起进入球磨机中球磨，再在其中加入总质量约60％的水，放入球磨石进行湿式球磨，球磨石采用高铝石，搅拌速率55r/min，搅拌时间65min，然后过滤，滤水重复使用，滤渣烘干到水分5.6％，然后入窑炉进行煅烧，温度控制在1200度，煅烧时间35分钟，取出烧成物冷却至室温，然后进行粉碎，所有烧成物均过100目(0.15mm)筛，得到矿物质土壤调理剂中间体；排放的含二氧化硫煅烧废气采用石灰石——石膏法实施烟气脱硫，得到的脱硫石膏经滤水、烘干后重复使用；将矿物质土壤调理剂中间体再与硫酸锌、***钠和硼砂等质量比按100：3.5：4.5：5.5混合而成，并加入总质量数额的6.0％的水分，充分搅拌均匀，搅拌速率105r/min，搅拌时间38min；通过水分润湿作用，使各种化合物充分溶解、反应和螯合，然后再进行圆盘造粒，粒度控制在10.5mm，烘干后包装成袋，即为一种矿物质土壤调理剂新品种。其中产品中钾(K2O)含量4.07％，枸溶性二氧化硅含量18.5％，有效氧化钙含量 36.250％，枸溶性氧化镁含量5.26％，有效硫7.70％，并含有锌、硒、硼有效成分8.8％，总有效养分80.52％，pH值为11.38，是一种具有弱碱性特质的矿物质土壤调理剂新品种。
以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用脱硫石膏和磷石膏与钾矿石生产矿物质土壤调理剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将脱硫石膏和磷石膏与钾矿石及添加剂、水，通过物料混合、过滤、烘干、煅烧、冷却、粉碎步骤，制备出矿物质土壤调理剂中间体；
(2)在步骤(1)中制备出的矿物质土壤调理剂中间体中加入硫酸锌、***钠和硼砂，并加入水一起充分搅拌，然后进行造粒，颗粒经烘干后即得到一种矿物质土壤调理剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述煅烧制备土壤调理剂中间体过程中，石膏高温分解产生的二氧化硫烟气采用石灰石浆液吸收剂进行吸收，即采用湿式石灰石——石膏法进行烟气脱硫，得到的脱硫副产物——二水石膏经脱水后作为脱硫石膏重复使用，二氧化硫得到净化的烟气达标排放。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述脱硫石膏为湿法烟气脱硫过程中产生的脱硫石膏；所述磷石膏为磷肥生产过程中副产的磷石膏；所述钾矿石为含有钾长石、伊利石、白云母、白榴石的含钾硅铝酸盐岩石，其中K2O含量≥8.0％，所述岩石类型包括火山岩、火山沉积岩、沉积岩和变质岩。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述脱硫石膏、磷石膏与钾矿石的质量百分比为：脱硫石膏：0-80％，磷石膏：0-80％，钾矿石：5-70％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述添加剂为氯化镁、氯化钾、白云石、菱镁矿中的任意二种，其加入量为脱硫石膏和磷石膏与钾矿石质量总和的3.0-15.0％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水的加入量为脱硫石膏和磷石膏与钾矿石及添加剂总质量的50-70％；所述物料混合为湿式球磨，所述球磨的搅拌速率50-90r/min，搅拌时间20-120min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述过滤的滤水可重复使用；所述过滤后的滤渣烘干到含水率5.0-8.0％；所述煅烧温度为925-1250度，煅烧时间为1.0-2.0小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述矿物质土壤调理剂中间体与硫酸锌、***钠和硼砂的质量比为100：1.0-5.0：1.0-5.0：1.5-7.5；所述水的加入量为矿物质土壤调理剂中间体、硫酸锌、***钠和硼砂总质量的3.0-8.0％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌速率100-145r/min，搅拌时间20-45min；所述造粒为圆盘造粒，粒度控制在3.0-15.0mm；所述颗粒用热风烘干后包装成袋。
10.权利要求1～9任一项所述方法制备的矿物质土壤调理剂，其特征在于，所述的矿物质土壤调理剂中以K2O计钾含量≥4.0w％，枸溶性二氧化硅含量≥18.0w％，枸溶性氧化钙含量≥35.0w％，枸溶性氧化镁含量≥5.0w％、有效硫≥7.5w％，并含有锌、硒、硼、铁元素成分，总有效养分≥80w％，pH值为9.0-12.0。
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