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硅肥的研究及其在农业生产上的应用王永刚;康怀启;王会海;程兆东【摘要】硅是作物必需的第四大元素,对农作物的产量、品质、安全性具有重要作用.本文综述了国内外硅肥发展概况,介绍了硅肥的种类,阐述了硅肥对农作物产量、品质和质量安全的影响,分析了硅肥对土壤的改良作用以及硅肥研究应用中存在的问题,旨在为硅肥的研究开发和农作物的安全生产提供参考.【期刊名称】《中国果菜》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】4页(P48-50,64)【关键词】硅;肥料;农作物;影响【作者】王永刚;康怀启;王会海;程兆东【作者单位】濮阳市华龙区土肥站,河南濮阳457000;濮阳市农业畜牧局,河南濮阳457000;濮阳市华龙区土肥站,河南濮阳457000;濮阳市华龙区土肥站,河南濮阳457000【正文语种】中文【中图分类】TQ445硅在地壳中丰度为29.5%，次于氧元素，位居第二位[1]。
硅在土壤中的含量为25%，绝大部分是非常稳定的结晶态和不定型态，植物无法直接吸收利用，只有能溶于水的、少量的单分子硅酸才能被植物吸收[2，3]。
增施硅肥后，可提高农作物的抗倒伏能力、减少病虫危害，使茎叶直挺，利于通风透光，增强植物光合作用，降低可食部分的重金属含量，使植物品质变优。
蔡德龙[4]调查表明，我国有50%的耕地面积缺硅，并且随农作物产量的提高缺硅面积呈增大的趋势。
在长期的农业生产实践中，人们逐渐认识到作物对中量元素硅的需求量仅次于对氮、磷、钾的需求量，是作物生长所必须的第四大元素[5]。
所以，以测量氮磷钾为主的常规测土配方施肥技术需要增加对中量元素硅的测量。
只有根据检测结果进行配方生产，定向生产多元素肥料，做到精准施肥，才能充分挖掘土壤潜力，最大限度提高农作物单位面积的产量。
本文对国内外硅肥的研发情况进行了综述，对硅肥的种类进行了介绍，并分析了硅肥对农作物产量、品质和重金属含量的影响，以及硅肥对土壤的改良作用和硅肥研究应用中存在的问题。
硅肥的生产工艺
硅肥的生产工艺是指将硅矿石经过一系列的物理和化学加工过程，提取出硅元素并制成肥料的过程。
以下是常见的硅肥生产工艺。
1. 原料筛选和破碎：首先，从硅矿石中选择质量好、含硅高的原料。
然后，将原料进行筛选，分离出不同粒度的颗粒。
接下来，利用破碎设备将颗粒破碎到所需的尺寸。
2. 碱浸提取：将经过破碎的硅矿石和水铜铝制备成一定浓度的碱浸提液。
然后，将硅矿石置于碱浸提液中，经过一段时间的浸泡和搅拌，使硅矿石中的硅元素溶出至浸提液中。
3. 沉淀分离：将浸提液进行沉淀分离，以去除其中的杂质。
通常，可以利用离心机将悬浮液分离成固体和液体两部分。
固体部分中含有硅元素，称为硅泥。
4. 酸浸或高温还原：将硅泥进行酸浸或高温还原处理，以将溶解在硅泥中的硅元素提取出来。
酸浸方法通常使用盐酸或硫酸进行，通过控制浸泡时间和酸浸液的浓度，使硅元素溶解出来。
高温还原方法通常使用还原剂（例如木炭）和高温（1000℃以上）进行还原反应，使硅元素从硅泥中释放出来。
5. 结晶和干燥：将提取出来的硅元素溶液进行结晶处理，以得到纯度较高的硅肥晶体。
然后，将晶体进行干燥处理，使其含水量降低至所需水平。
6. 粉碎和包装：对干燥的硅肥晶体进行粉碎处理，使其颗粒大小适宜。
最后，将粉碎后的硅肥进行包装，以便在销售和使用过程中方便储存和携带。
以上就是硅肥的生产工艺的主要步骤。
不同的生产厂家和产品可能会有一些差异，但总的来说，硅肥的制造过程是相对类似的。
通过以上工艺步骤，硅矿石中的硅元素可以被有效提取出来，并制成适用的肥料。
![硅肥工艺[终稿]](https://img.taocdn.com/s1/m/2164cd38443610661ed9ad51f01dc281e53a560d.png)
一、国内硅肥生产工艺目前国内生产和施用的硅肥主要有两类：一类是人工合成的，如硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸一钙(CaO·SiO2)、硅酸钙镁(CaO·MgO·SiO2)、偏硅酸钠和主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠的高效硅肥等。
其基本工艺为：以水玻璃为原料，运用高速离心喷雾干燥设备制造；先将原料水玻璃进行离心脱水，再送入高速离心机中脱水，然后喷雾热风(控制温度)干燥固化成粉状，即得高效硅肥制品。
这种工艺生产出的硅肥有效硅含量大于50%，但价格昂贵，推广难度大。
nLG华讯市场咨询网另一类则是利用各种工业固体废弃物加工而成的硅肥。
其原料来自如下几方面：一是炼铁过程中产生的高炉水淬渣，总硅含量在30%～35%；二是黄磷或磷酸生产过程中产生的废渣，总硅在18%～22%；三是电厂粉煤灰，总硅含量达20%～30%；四是废玻璃。
其中国内大部分小型硅肥厂都是利用上述原料中的磷渣或粉煤灰为原料生产硅肥的，只有少数几家硅肥厂是利用炼铁高炉渣为原料生产硅肥，如江宁钢铁厂，张店钢铁厂等。
其工艺基本都是采用自然风干炉渣——球磨——过筛——干燥工艺流程。
近来鞍钢矿渣开发公司研制的高炉渣硅肥在东北得到大面积施用，产品供不应求。
其工艺为：将水淬渣沥水，自然风干，然后进入破碎机进行破碎和筛选除杂，再进入球磨机球磨，过筛，最后包装即得到商品硅肥。
近年来宝钢集团企业开发总公司与上海市有关科研部门合作，利用炼铁高炉渣开发硅肥这一科研项目也取得了一定进展。
目前也有使用造纸黑液生产硅肥的方法，如专利号为90105832 中国专利《硅肥生产方法》，是利用钢铁三废的酸洗废液、水淬渣、镀锌废渣和造纸厂的废碱液为主要原料，生产超细氧化铁和高效中微量元素复合肥，其中造纸厂的废液为稳定剂。
而专利号为88104650 的中国专利《高效硅素化肥的生产方法》，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的硅肥。
深度解析硅肥（精华版）硅肥发展历程1787年，“近代化学之父”法国著名化学家、生物学家，拉瓦锡（Lavoisier）首次发现硅存在于岩石中。
1926年，美国加州大学开始研究硅肥并肯定了硅肥的效果。
现在硅肥在农业发达国家已被大面积推广和使用！在中国的水稻和甘蔗区域已经开始有大面积的推广使用。
硅肥的分类水溶性硅肥主要有硅酸钠、硅酸钾、过二硅酸钠和偏硅酸钠等，属于速效性肥料，见效快。
缺点是pH值偏高，价格较贵。
枸溶性硅肥主要由高炉熔渣——水淬渣和黄磷矿渣等经机械磨细制作成的粉状或颗粒状硅钙肥。
该类硅肥pH值为碱性，含有效二氧化硅20%~30%，氧化钙30%左右。
其优点是属于废弃物资源化利用，具有循环经济的特点，其农学、经济和环境效益高，价格较低，但缺点是用量过大，运输不便。
生物硅肥主要是硅酸盐菌剂，属于具有解钾、解磷、解硅作用的芽孢杆菌，能将土壤中的硅酸盐矿物分解并释放出有效钾、磷和硅。
其优点是利用土壤中的含硅矿物，具有绿色环保的理念，缺点是产品价格过高，其增产效果的稳定性有待进一步观察与试验。
火山硅是国际最近新发现的可利用的高效硅能源，因其经过火山喷发时高达8000℃的高温煅烧，水溶性硅含量是工业固体废物加工而成的硅肥的4~5倍，同时不含有重金属等有害物质，价格相对适中，比较有潜力。
硅肥的重要作用1、是植物生长的大量增产元素绝大部分植物体内含有硅。
特别是水稻、甘蔗，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。
检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。
水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种作物灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80%以上，其中硅氧化物占16～61.4%。
2、是一种保健性营养元素肥料施用硅肥能改良土壤矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。
如红壤旱地属酸pH值4.5～5.2左右，缺有机质和钙，容易板结。
施硅肥可改良土性，加速熟化，有利于作物增产。
第 37 卷 第 6 期 2009 年 12 月煤田地质与勘探COAL GEOLOGY & EXPLORATIONVol. 37 No.6 Dec. 2009文章编号: 1001-1986(2009)06-0043-04煤矸石制作硅肥技术试验研究王生全 1，谢宵斐 2，侯晨涛 1，聂文杰 1， 张小波 1(1. 西安科技大学地质与环境工程学院，陕西 西安 710054; 2. 山西省生态环境规划研究咨询中心，山西 太原 030000)摘要: 煤矸石制作硅肥时应先对煤矸石进行活化处理。
通过在煤矸石中加入助剂，采取高温煅烧 方法，研究出了煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比例为煤矸石: CaCO3: Na2CO3: NaOH=1: 0.1: 0.5: 0.05； 煤矸石活化的最佳温度为 700℃；最佳煅烧时间为 2 h；最佳粒度为 80 目。
依据煅烧试验结果， 提出了煤矸石制作硅肥的工艺技术。
经对试验制成的硅肥成分与有害元素测试，符合国家硅肥 标准。
关 键 词：煤矸石；硅肥；煅烧；工艺 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.06.011 中图分类号：X45Technology for producing silicon fertilizer from coal gangueWANG Shengquan1, XIE Xiaofei2, HOU Chentao1, NIE Wenjie1,ZHANG Xiaobo1(1. College of Geologic and Environmental Engineering, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China; 2. Shanxi Provincial Eco-environment Plan and Research Advisory Center, Taiyuan 030000, China) Abstract: Coal gangue is firstly processed by activation when producing silicon fertilizer from coal gangue. By adding promoters and using high temperature calicination method, it was found out that for efficient silicon activation, the optimal scale of promoters for coal gangue: CaCO3: Na2CO3: Na2OH was 1: 0.1: 0.5: 0.05, the optimal temperature for coal gangue activation was 700 ℃, the optimal calicination duration was 2 h and optimal size was 80 mesh. According to calicination test, the technology for producing fertilizer from coal gangue was put forward. The teste of composition and hazardous elements verified that the fertilizer produced by experiment was in accordanced with state standards for silicon fertilizer. Key words: coal gangue; silicon fertilixer; calicination; technology硅素已被国际土壤界认为是继氮、磷、钾之后 第 4 种植物营养元素。
介绍几种值得关注的肥料2001.7.6硅素肥料硅素肥料简称硅肥，是一种以硅元素为主或含有硅元素的肥料。
早在1840年，德国就发现硅在作物中的作用，1926年美国提出水稻是喜硅作物，并在甘蔗等作物上施用硅肥，获得增产效果。
日本1935年开始研究硅肥，1955年在肥料法中列入硅肥，1957年成立日本硅肥协会，继之在美国、韩国、菲律宾、朝鲜和我国台湾等东南亚地区广泛施用。
1999年9月在美国佛罗里达举行了第一届世界硅肥学术会议，并决定2002年在日本召开第二届世界硅肥学术会议，这标志硅肥已被世界所重视。
我国70年代研究硅肥，80年代实现工业化生产，1995年河南省成立“河南省硅肥工程技术研究中心”。
同年，国家科委在河南召开“全国硅肥研究开发和生产应用会”。
目前已在河南、云南、天津、山东等15个省市、自治区生产和使用。
按硅肥的溶解性质可分为水溶性硅肥和枸溶性硅肥。
水溶性硅肥可溶于水，易被作物吸收，是一种速效硅肥。
目前我国主要的硅肥是枸溶性硅肥，其原料主要是粉煤灰、炼铁炉渣、黄磷炉渣、氮肥造气炉渣等，既综合利用了废渣，保护了环境，能使作物增产，还可改良土壤，同时工业废渣中含有较多的微量元素和中量元素，可以发挥综合肥效。
我国还没有硅肥的统一标准，各地根据原料的特点，制订地方标准或企业标准。
日本规定的商品硅肥质量：SiO 2＞20％，CaO ＋MgO＞35％，粒度要求全部通过10目筛，60％以上通过30目筛。
朝鲜规定硅肥：SiO 2＞15％，一级品粒度要求85％以上通过100目筛，二级品85％通过65目筛。
我国硅肥的增产效果如下：油菜增产7％，蚕豆增产13％，小麦、棉花增产10％－15％，大豆、玉米、竹类增产10％－20％，水稻、甘蔗、麻类、西瓜增产10％－25％，烟草增产10％－28％，蔬菜增产15％－20％，花生增产15％－25％，茭白增产15％－30％，草莓增产30％－50％。
另外，除可增产还对作物产品有改善效果，如提高烤烟质量，使中上等烟比例提高0．54％，投入产出比1∶8－23。
利用高炉渣开发硅肥 最近几年宝钢集团企业开发总公司与上海市有关科研部门合作,利用高炉渣开发新型肥料———硅肥,这将使宝钢高炉渣的开发利用再向前发展一步,也将对上海地区的农业生产作出一份有益的贡献。
1 硅肥的增产机理硅肥是一种以氧化硅(SiO 2)和氧化钙(CaO )为主的矿物质肥料,它是水稻等作物生长不可缺少的营养元素之一。
自50年代以来,日本、韩国、东南亚等许多国家对硅肥在农业上推广应用进行了富有成效的研究开发,硅肥现被国际土壤学界确认为继氮(N )、磷(P 2O 5)、钾(K 2O )之后的第四大元素肥料。
如水稻生产过程中要吸收大量的硅,有20%～25%的硅是由灌溉水提供的,75%～80%的硅来自土壤。
以亩产稻谷500kg 计算,其茎杆和稻谷吸收硅(SiO 2)量多达75kg 一亩,比吸收的N 、P 2O 5、K 2O 三者总和高出1.5倍。
硅是植物体内主要组成部分。
不同植物,硅的含量占植物灰分组成就不一样(见表1)。
表1 不同植物的主要灰分营养元素组成(占灰分总量%)植物元素SiO 2CaO K 2O MgO P 2O 5Fe 2O 3MnO 水稻61.42.88.91.31.40.10.2小麦58.76.518.15.40.71.30.1大麦36.216.511.96.92.10.30.4大豆15.116.525.314.14.80.80.8 硅肥中还含有多种植物所必需的中、微量元素。
随着有机肥施用量的不断减少和农作物产量的持续提高,土壤中硅元素已被急剧地吸收和消耗,而土壤中能被农作物吸收的有效硅元素含量已远远不能满足农作物持续增产的需要。
因此,根据作物特性适量施硅肥补充硅元素,是达到使农作物增加产量的一条有效途径。
施用硅肥对于作物主要的作用:对作物有重要的营养作用;有利用于提高作物的光合作用;增强作物对病虫害的抵抗能力;提高作物的抗倒伏能力;有效预防作物的烂根病;有改善作物品质的作用,提高成品率。
利用高炉渣生产硅肥技术综述任庆华 赵明琦(马鞍山钢铁股份有限公司) 摘 要 综述了国内外硅肥发展概况以及炉渣硅肥的生产工艺。
分析了国内利用高炉渣生产硅肥发展缓慢的原因,并指出了今后对炉渣硅肥研究的重点。
最后评估了利用马钢炼铁炉渣开发硅肥的经济效益和社会效益,这将为马钢高炉渣综合利用开辟一条新途径。
关键词 高炉渣 综合利用 硅肥Producing Silicon Fertilizer from Iron SlagR en Q inghu a Zhao Mingqi(Maanshan Iron&Steel Co.Ltd.) Abstract The development of silicon fertilizer in China and the world and its production proce ss are generalized. The reason for the slow development of silicon fertilizer production from iron slag in the country is analyzed,and further more,the re search direction in the field is proposed.Also discussed are the economic and social benefits of producing silicon fertilizer from iron slag,which can offer a new way for the comprehensive utilization of iron slag in Masteel. K ey w ords iron slag comprehensive utilization silicon fertilizer0 前言 到目前为止,我国钢铁渣约有3亿t,每年新产生8400万t钢铁渣,其中高炉渣约5500万t[1],仅2003年马钢就排出高炉渣165万t。
利用高炉渣生产硅肥技术综述任庆华 赵明琦(马鞍山钢铁股份有限公司) 摘 要 综述了国内外硅肥发展概况以及炉渣硅肥的生产工艺。
分析了国内利用高炉渣生产硅肥发展缓慢的原因,并指出了今后对炉渣硅肥研究的重点。
最后评估了利用马钢炼铁炉渣开发硅肥的经济效益和社会效益,这将为马钢高炉渣综合利用开辟一条新途径。
关键词 高炉渣 综合利用 硅肥Producing Silicon Fertilizer from Iron SlagR en Q inghu a Zhao Mingqi(Maanshan Iron&Steel Co.Ltd.) Abstract The development of silicon fertilizer in China and the world and its production proce ss are generalized. The reason for the slow development of silicon fertilizer production from iron slag in the country is analyzed,and further more,the re search direction in the field is proposed.Also discussed are the economic and social benefits of producing silicon fertilizer from iron slag,which can offer a new way for the comprehensive utilization of iron slag in Masteel. K ey w ords iron slag comprehensive utilization silicon fertilizer0 前言 到目前为止,我国钢铁渣约有3亿t,每年新产生8400万t钢铁渣,其中高炉渣约5500万t[1],仅2003年马钢就排出高炉渣165万t。
随着马钢“十一五”计划的实施,到2009年钢铁主业将形成1500～1800万t规模,每年将排出约400万t高炉渣。
大量的高炉渣处理将会成为环境治理和综合利用的一个重点。
马钢自20世纪90年代初就开始了废渣综合利用的研究,采用风淬钢渣工艺曾申请国家专利,并在冶金行业得到推广应用。
近年来马钢加快了非钢产业化的步伐,高炉渣综合利用也初步取得成效,目前马钢高炉渣主要还是用作混凝土和水泥掺和料,附加值还不高。
如何进一步提高炼铁高炉渣综合利用的效果,关键还是要进一步提高综合利用的科技含量。
马钢在利用高炉渣开发硅肥方面的研究与生产,具有优越的条件和技术。
1 硅肥对农作物和土壤的益处 硅肥是一种含硅酸钙为主的微碱性、枸溶性肥料,富含多种作物所需的中、微量元素,如S、Zn、Mn、Cu、Fe等。
主要形态为非晶态无定性的玻璃体,没有明确的分子式和分子量。
它具有无味、无毒、无腐蚀、不吸潮、不结块、不变质等特点[2～6]。
近年来,我国在河南、河北、山东、浙江、安徽、湖北、广西、四川等地对喜硅作物,如水稻、棉花、甘蔗等进行多年大面积推广施用硅肥及小区试验表明[7～14]:施用硅肥后,增产效果非常显著(见表1)。
硅肥还对农作物具有抗倒伏、抗病害、抗干旱、促进有机肥的分解、促进养分的有效利用、减轻或消除亚铁及甲烷等有害物质的危害、使土壤疏松及防止重金属污染等功效[15～18]。
表1 硅肥增产效果%品种小稻小麦花生大豆甘庶棉花蔬菜增产率10～205～2015～3515～3215～3010～2015～20 硅肥是继N、P、K之后的第四大元素肥料。
据报道[19,20],水稻对硅的吸收量每季约为15～85kg/ 667m2,远超过对N、P、K吸收量的总和。
而我国是 作者简介:任庆华,助理工程师,安徽省马鞍山市(243000)马钢技术中心个农业大国,据初步调查和部分抽样测试结果推算,我国长江流域70%的土壤缺硅,黄淮海地区及辽东半岛约有一半的土壤缺硅,而且缺硅的区域还在扩大。
据1995年国家科委召开的“全国首届硅肥生产及应用技术研讨会”估算,按每667m2增施硅肥50kg计算,我国每年需要硅肥3000～4000万t,可增创产值100亿元以上,而每667m2投入成本仅为10元左右,投入与产出比在5～10之间。
因此,硅肥作为一种新型植物调节肥料、品质肥料和保健肥料[18],将为我国现代农业提供高产、优质、高效、安全的物质保障,从而解决我国的粮食安全问题。
2 国外硅肥发展概况2.1 概况 早在1926年,美国加州大学农业研究人员Sommer就研究得出水稻是喜硅作物,并研制出含硅肥料,进行肥效试验后,效果非常显著。
继而又在甘蔗等作物上进行了施用硅肥试验,进一步肯定了硅素的肥效。
1935年日本开始硅素养分的研究,1954年开始生产和应用,1955年日本政府在肥料法中正式规定硅肥作为一种新型肥料,1957年成立了日本硅肥协会,1960年日本确定了土壤有效硅的临界指数, 1965年日本首先用熔渣粉碎过筛处理后以商品硅肥形式进入市场,从此普及了熔渣硅肥的施用,并取得了显著效果。
1972年日本东交电力公司开发出增钙粉煤灰硅肥,开辟了硅肥生产的新途径。
到目前为此,日本硅施用量每年在135万t以上,现有硅肥厂30多家,最大规模10万t/a,年产总量在100万t以上,其主要是利用冶炼炉渣(主要是炼铁高炉渣)生产硅肥。
朝鲜从1963年就开始生产并施用硅肥,到1974年朝鲜已大面积推广应用,稻田基本上全部施用,效果非常明显。
朝鲜目前年生产硅肥能力在70万t左右,主要由黄海制铁所、南浦冶炼所、金策制铁所等三家冶炼所利用冶炼炉渣作原料生产[21]。
其中黄海制铁所利用炼铁高炉水渣生产硅肥规模已达25万t/a。
随后韩国、东南亚的菲律宾、印度、斯里兰卡、泰国以及我国台湾地区也先后引进了日本和朝鲜的硅肥生产技术,并得到迅速推广,还积极推广了氮、磷、钾肥与硅肥的配方施肥,取得了显著效果。
2.2 高炉渣硅肥的生产工艺 国外炉渣硅肥生产工艺主要有以下几种: 日本新日铁名古屋3号高炉采用风淬法急冷处理炉渣[22],热回收率一次利用达到62.6%,二次利用可达到70%,玻璃化率达到96%～99%。
这样既回收了余热,又提高了炉渣的玻璃化率和更高的活性硅含量。
将玻璃化率高的炉渣磨细,或加入一些添加剂一起球磨,达到一定粒度后,直接以商品硅肥的形式进入市场,制得的高炉渣硅肥有效硅含量在20%左右。
朝鲜黄海制铁所利用炼铁高炉水渣生产硅肥工艺为[21]:直接将高温高炉渣倾入水淬池内进行水淬,然后用抓斗机将水淬物捞起,加入10%的粉煤灰,加水一起进入球磨机湿磨,粒度达到0.5mm以下,经干燥后即得硅肥。
制得的硅肥中含可溶性硅大于15%,氧化钙和氧化镁总量大于30%。
钢铁渣用作肥料在德国也有很长的历史[24]。
目前,德国钢铁渣用作肥料在德国渣总的使用中起重大作用,其中高炉渣用作石灰肥料作为石灰处理剂中和酸性土壤而广泛应用于农业和林业。
其高炉渣石灰主要工艺为:将高炉渣粉碎磨细达到一定粒度直接施用,或高炉渣粉碎磨细后,与磷酸盐成分混合直接施用。
另外,美国硅肥主要是以砂子和珊瑚为原料,加入一定量的煤粉经石灰窑煅烧后,磨细达到一定粒度即得硅肥,其有效硅含量在24%左右。
但美国炼铁高炉渣主要用作建筑、建材原料,用作硅肥原料的研究还比较少。
以上各国制得的硅肥中有效硅含量均在15%以上,氧化钙和氧化镁总量大于30%(参照国外商品硅肥标准),见表2。
表2 国外一些硅肥标准及部分商品硅肥含量可溶性SiO2/%CaO和MgO/%粒度要求德国高炉渣肥料97%<1.0mm;80%<315μm美国部分硅肥24>35日本硅肥标准>20>35100%<2.15mm;60%以上<500μm朝鲜硅肥标准>15>30一级品85%以上<150μm;二级品85%以上<250μm3 国内硅肥发展概况3.1 我国硅肥发展概况 我国硅肥发展相对较缓慢,20世纪70年代中期才开始硅肥的研究,到80年代初期也只有室内及小范围应用,进入90年代,我国硅肥的生产和施用开始迅速发展。
1983年原化工部组团赴朝鲜考察,随后在全国各地先后建成了一批小型硅肥厂。
如广西磷酸盐化工厂、云南个旧市磷化工总厂、云南昆磷多元素肥料厂(0.7～10万t/a)、贵州磷酸盐厂(1万t/a)、南京化学工业公司等厂主要以黄磷炉渣为原料生产硅肥。
江西高安化肥厂、辽宁新金县化工厂主要利用碳化造气煤球生产硅肥。
至沈阳化工学院开发出立式旋风炉生产多元素硅肥技术后,该技术就相继在沈阳发电厂、吉林化学工业公司动力厂、山西晋宾新化工公司(3万t/a)和锦西化工总厂热电厂(2万t/a)等厂建成生产装置。
80年代末,河南省科学院信阳硅肥厂利用炼铁高炉渣为原料生产硅肥获得成功,随后在该省原阳、南阳、平顶山、三门峡等地相继建成一批小型硅肥厂。
据不完全统计,我国硅肥年生产能力在100万t以上,但主要还是集中在个别省份,其中河南省年产硅肥56万t,云南硅肥生产厂家达20家,年生产能力达到20万t,湖南、湖北、江苏的硅肥年产量也超过10万t,河北、山东、辽宁、浙江、广西、海南等地的一批硅肥厂正在建设,将陆续投产。
但距离我国每年需求3000～4000万t的硅肥市场来说,硅肥生产还存在巨大的市场空间和发展潜力。
3.2 国内硅肥生产工艺 目前国内生产和施用的硅肥主要有两类[25]:一类是人工合成的,如硅酸二钙(2CaO・SiO2)、硅酸一钙(CaO・SiO2)、硅酸钙镁(CaO・MgO・SiO2)、偏硅酸钠和主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠的高效硅肥等。
其基本工艺为:以水玻璃为原料,运用高速离心喷雾干燥设备制造。
先将原料水玻璃进行离心脱水,再送入高速离心机中脱水。
然后,喷雾热风(控制温度)干燥固化成粉末,即得高效硅肥制品[26,27]。
这种工艺生产出的硅肥有效硅含量大于50%,但价格昂贵,推广难度大。
另一类则是利用各种工业固体废弃物加工而成的硅肥。
其原料来自四方面[28～32]:一是炼铁过程中产生的高炉水淬渣,总硅含量在30%～35%;二是黄磷或磷酸生产过程中产生的废渣,总硅在18%～22%;三是电厂粉煤灰,总硅含量达20%～30%;四是废玻璃。
其中国内大部分小型硅肥厂都是利用上述原料中的磷渣或粉煤灰为原料生产硅肥的,只有少数几家硅肥厂是利用炼铁高炉渣为原料生产硅肥,如江宁钢铁厂,张店钢铁厂等。
其工艺基本都是采用自然风干炉渣—球磨—过筛—干燥这种工艺。
