[发明专利]一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺。

背景技术

电石的生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含 碳原料(焦炭、无烟煤或石油焦)在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。其主要生 产过程是：原料加工；（1）配料，将石灰和碳素原料按照一定的比例搭配；（2）通过电炉上端 的入口或管道将混合料加入电炉内。（3）在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式 反应生成电石：CaO+3C→CaC₂+CO。（4）熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为 成品包装。反应过程中产生的各类粉尘成为除尘灰进入除尘系统，被除尘器收集，成为除尘 灰，这种除尘灰成分特殊，无法在水泥行业和其它的行业使用。

查阅文献（1）查阅“中华人民共和国农业行业标准NY/T797-2004”可知，生产硅肥 的主要原料是钢铁渣、黄磷渣、钾长石、造纸黑液、粉煤灰，该标准中间没有提及利用电石炉 除尘灰生产硅肥的内容。（2）郭海珠、余森主编，由中国建材工业出版社于2000年出版的《实 用耐火原料手册》一书，第18页有：“温度在1470℃，α-磷石英向α方石英转变的内容表述” （3）俞海明、王强与2015年12月在冶金工业出版社出版的国家重点图书《钢渣处理与综合利 用》一书之间，没有提及利用电石渣生产化肥的内容。查阅以上的文献可知，目前还没有利 用电石渣生产硅肥的工艺方法，但是电石炉生产电石过程中产生的除尘灰中间的SiO₂是晶 体结构独特的α方石英结构。

发明人的研究发现，电石渣是由电石矿热炉生产时，加入的石灰和焦炭，在电弧的 高温下，电弧区的温度高达3000～6000℃，由于石灰中间的SiO₂与碳反应的吉布斯自由能 低于氧化钙与碳反应的吉布斯自由能，故SiO₂优先与碳发生反应，生成的硅或者氧化硅在 气化后，进入炉气，与炉气中间的氧发生反应，高温条件下生成二氧化硅，然后再在空冷的 条件下形成二氧化硅小颗粒，其晶体结构为晶格不稳定状态，这一阶段能够发生的反应如 下：

SiO₂+C=SiO+CO；

SiO₂+C=Si+CO；

Si+O₂=SiO_2；

也有部分SiO₂的细小颗粒物，进入除尘系统，由于除尘系统的温度在700℃以上，所以 细小的SiO₂颗粒，在高温状态下，晶型发生转变，晶体间的键能吸收能量后，键能减小。

所以从电石炉除尘灰系统产生的除尘灰，如果施加一定的机械力，在机械力化学 反应原理的作用下，破坏SiO₂晶体键能，SiO₂将会转变为具有枸溶性的SiO₂，能够被植物吸 收。所以利用电石炉的除尘灰能够生产具有枸溶性的缓释型硅肥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，能够利用 电石炉除尘灰生产硅肥，变废为宝。

本发明的目的是这样实现的，一种利用电热法电石炉除尘灰生产硅肥的工艺，将 电石炉的除尘灰添加部分粉煤灰混合后，加入到球磨机内，磨细到150目，然后将磨细的粉 剂直接包装，或者造粒后作为硅肥，在农业生产中应用。其中生产的化肥符合国标NY/T797- 2004的标准，在保证枸溶硅SiO₂>20%的前提下，化肥中还含有农作物所需的K₂O、SO₃、TiO₂、 CaO、MgO、P₂O₅、Fe₂O₃等农作物有益的微量元素，然后作为硅肥使用。

本发明的技术原理：

（1）天然的石英砂或者硅石中间的SiO₂性质比较稳定，是结晶态结构，在受热以后产生 的细小颗粒物，是无定型态的SiO₂。

（2）在电石冶炼过程中，二氧化硅被还原后，进入炉气二次被氧化成为SiO₂，形成 的是无定型的SiO₂，晶体间的键能较小。