成果简介:
随着经济发展,工业废渣日益增多,对环保形成的压力与日俱增。针对油页岩渣、镁还原渣、硼泥等工业废渣中富含钙、镁、硫、硅、硼等元素的特性和农作物生长普遍需要钙镁硫硅硼营养元素的现状,研究开发了一种可将废渣制成钙镁硫硅硼复合肥的工艺。普通氮肥容易使土壤板结,而该工艺开发的复合肥可改良土壤。工业废渣生产钙镁硫硅硼复合肥的原理为:利用粉磨和酸化处理方法,将镁还原渣等工业废渣中钙、镁、硅等元素制成可被作物吸收的 Ca2 、Mg2 和有效硅
成分。具体工艺流程是将粉磨后的镁还原渣与稀盐酸反应,过滤分离出包含有效硅成分的二氧化硅集聚体;将过滤二氧化硅集聚体后的滤液进行蒸发和冷却结晶,提取出氯化钙和氯化镁混合晶体;之后将结晶后的剩余滤液与硫酸进行反应,蒸发结晶出硫酸钙和硫酸镁混合晶体;最后将产物按一定比例混合制成钙镁硫硅肥。
推广应用情况:
新型工业废渣生产钙镁硫硅硼复合肥的工艺可彻底解决该类废渣处理难度大、污染环境重的问题,同时生产的肥料还能减缓我国耕地土壤缺乏钙镁硫硅硼等营养元素的现状,因此该工艺的广泛应用必能推动行业健康可持续发展。目前,该技术已完成工业中试,正在筹备进行产业化推广。
技术优势:
1. 废渣处理工艺巧妙,可操作性强。
2. 降低工业废渣污染,实现高值化利用。
3. 跨行业共线并产,实现全资源化利用。
性能指标:
1. 钙镁硫硅复合肥的有效含量达到国家相关标准 2 倍以上。
2. 工业废渣有价元素资源化利用率≥90%。
市场分析:
以镁还原渣为例进行分析,每生产 1 吨金属镁的还原渣的产生量约为 6~7万吨。目前,我国原镁产量约 85 万吨,镁还原渣产生量约为 500~600 万吨。目前对镁还原渣的资源化利用研究大部分在中国,主要包括利用镁还原渣生产新型墙体材料、镁渣砖及加气混凝土、水泥混合材、水泥熟料和脱硫剂等。但由于镁还原渣成分中的氧化镁含量较高,极易造成产品硬化体胀裂,且产品受工业应用条件限制很大,因此现有的镁还原渣资源化利用工艺无法大量推广使用。依据对镁还原渣成分的分析可知,镁还原渣富含钙、镁、硅等元素,而我国耕地由于多年大量施用氮磷钾肥,在作物产量增加的同时造成土壤广泛缺乏钙、镁、硫、硅等营养元素,使得作物病虫害大量发生,甚至造成绝收。因此,若能将镁还原渣制成可被作物吸收的钙镁硫硅肥料,不仅可以彻底解决镁还原渣等工业废渣处理难度大、污染环境重的问题,还可以缓解我国耕地缺乏钙镁硫硅等营
养元素的现状。
经济效益分析:
该工艺可将镁还原渣等工业废渣中的有效成分转化为复合肥产品,实现废弃物高值化利用。该工艺处理工业废渣的固定资产投资成本低,运行成本只需用于废渣球磨、造粒、干燥过程及其相应的电、水等能源/资源投入;投资回收期约为1.8 年,年投资利润率高达 50%以上,远高于肥料行业的平均水平。
成果亮点:
1. 具有自主知识产权,研究成果已授权国家发明专利 1 项。
2. 该技术利用粉磨和酸化处理方法,提取工业废渣中钙、镁、硫、硅、硼等
元素并将其转化为可被农作物吸收的活性有效离子成分,从而将工业废渣制备成
高品质的矿物复合肥,实现废渣资源化利用,达到国际先进水平。