一种金属镁渣土壤调理剂生产方法
技术领域
本发明涉及金属镁还原渣综合利用，属于工业固废资源化领域，具体涉及一种富含钾硅钙镁肥料成分的金属镁渣土壤调理剂生产方法。
背景技术
长期以来，钾肥一直是全球农业生产资料供应的短板，由于钾肥对粮食安全十分重要，近年来各国纷纷行动起来，努力改变钾肥受制于人的被动局面。我国是一个严重缺钾的国家，其探明的可溶性钾只有43885.63万吨，只占全球的2％，钾肥的短缺，已成为制约我国农业发展的瓶颈。如何摆脱钾肥短缺的困局，是我国农业发展急需破解的一个难题。
目前我国钾长石生产先后经历了高温煅烧、细菌分解、强酸分解、水热反应等技术，经过多年的工艺研发、工业试验和广泛的肥效试验。近年来，钾长石的开发应用虽得到了长足的进展，但还存在以下问题：
(1)煅烧能耗高、排放高，煅烧温度超过1100℃，煅烧需要化石燃料，烟气需要脱硫脱销，环境保护压力大，成本高，售价低，造成难溶性钾肥煅烧成企业经济效益差，难以生存。
(2)肥料中的重金属等杂质不易控制，由于矿物原料的成分不固定，一些重金属存在肥料中，为肥料的安全使用带来困扰。
(3)肥料煅烧过程中碳酸钙与氧化硅形成贝塔硅酸钙，具有水硬性，容易引起土壤板结。
以上问题，造成难溶性钾肥原料煅烧工艺技术举步维艰，发展受阻。
发明内容
针对现有技术的缺陷或不足，本发明提供了一种金属镁渣土壤调理剂生产方法。
本发明提供的金属镁渣土壤调理剂生产方法在炼镁原料中添加难溶性含钾矿石，之后采用硅热还原法制备金属镁和金属镁渣土壤调理剂。
一些实施方式中，所述难溶性含钾矿石选用钾长石、钾霞石和伊利石中的一种或两种以上的混合物。
优选的，难溶性含钾矿石添加质量占炼镁原料质量的5％-10％。
有些实施方式中，回收制备过程中的挥发钾，掺入金属镁渣土壤调理剂中。
本发明金属镁渣土壤调理剂中含有土壤营养成分和来自原料的其他成分，优选的，本发明金属镁渣土壤调理剂中土壤营养成分及土壤营养成分含量为：氧化钙含量20-60wt％；氧化硅含量20-30wt％；氧化镁含量：5-12wt％；氧化铁含量10-20wt％；氧化铝4-10wt％；氧化钾：0.5-2wt％。
本发明金属镁渣土壤调理剂中重金属含量为：Hg≤5mg/kg、As≤10mg /kg、Cd≤10mg/kg、Pb≤50mg/kg、Cr≤50mg/kg。
本发明提出在金属镁生产过程中，直接附产钾钙硅镁肥料方法，将金属镁煅烧还原过程和难溶性钾肥原料一起煅烧，获得金属粗镁的同时，附产钾硅钙镁肥料，解决皮江法金属镁还原渣的综合利用问题。一方面，本发明利用金属镁还原过程的温度条件，实现难容钾原料与镁渣中的氧化钙反应，形成硅钙酸盐实现钾的可溶性转变，即解钾；同时，利用真空条件实现矿物原料中少量重金属挥发脱出，镁渣中重金属含量明显降低和消除，便于土壤和植物安全利用；并且，利用金属镁还原时间长，镁渣冷却缓慢的原理，将贝塔硅酸钙转化成伽马硅酸钙，实现自粉化的同时，硅酸钙失去水硬性，避免硅酸钙板结土壤。
金属镁生产过程中产生的大量金属镁渣对环境和生态造成影响，综合利用金属镁渣除了制砖，再无好的出路，致力开辟金属镁还原渣创新利用途径一直是该领域努力的方向。本发明可以解决硅热还原法制镁还原渣的综合利用难的问题，实现金属镁还原渣高值利用，同时克服了难溶性钾肥原料煅烧能耗高、重金属等杂质含量高的问题，一举两得。
综上，本发明工艺简单，投资小，废渣从源头上实现资源化改性，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
除非另有说明，本发明的科技术语均为本领域的常规理解。
适用于本发明的难溶性含钾矿石为本领域技术人员常规理解的难溶性钾资源，例如已经被开采并报道过的钾长石、钾霞石、伊利石等含钾岩石。
适用于本发明的工艺条件与硅热还原法制镁的工艺条件相同。硅热还原法制镁按照本领域的一般理解，例如一种具体的硅热还原法制镁工艺也称为皮江法制镁工艺包括配料、混合、成型，真空条件下煅烧还原获得金属镁还原原料料球；硅热法炼镁的原料中至少含有硅和镁矿，其中硅的原料来源为硅铁合金、硅铝合金等，镁矿如白云石、菱镁矿等。
适用于硅热还原法制镁的制备装置也适用于本发明的工艺，也可根据实际原料及相关资源的特点及生产要求调整工艺参数。根据本领域技术人员的一般认识，硅热还原法制镁所用的装置主要包括真空还原炉及其他相关辅助设备。基于此。在有些实施方案中，制备过程中的挥发钾可通过真空还原炉中的钾钠捕集器回收，之后掺入镁渣中的。
以下是本发明的具体实施方案，以对本发明做进一步解释说明。
实施例1：
将10％的钾长石添加到金属镁还原原料(氧化镁含量为36wt％的煅白与硅铁、萤石按照100:20:5质量比混合所得)中，混匀球磨，压球后，置于金属镁还原炉内在1200℃下还原得金属镁和金属镁渣土壤调理剂。测量可溶性钾含量和重金属含量，结果如表1：
表1
实施例2：
将5％的钾霞石添加到金属镁还原原料(氧化镁含量为36wt％的煅白与硅铁、萤石按照100:20:5质量比混合所得)中，混匀球磨，压球后，置于金属镁还原炉内在1150℃下还原得金属镁和金属镁渣土壤调理剂。测量可溶性钾含量和重金属含量，结果如表2：
表2
实施例3：
将8％的伊利石添加到金属镁还原原料(氧化镁含量为36wt％的煅白与硅铁、萤石按照100:20:5质量比混合所得)中，混匀球磨，压球后，置于金属镁还原炉内在1100℃下还原得金属镁和金属镁渣土壤调理剂，过程中回收挥发钾，添加入镁渣中，测量可溶性钾含量和重金属含量，结果如表3：
表3
以上实施例中所用金属镁还原原料及工艺仅选用了一种或几种，但适用于本发明的金属镁还原原料及工艺并不限于以上事实中所列范围，本领域技术人员理解的硅热还原法制备金属镁的金属镁还原原料及工艺均适用于本发明。
