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聚合氯化铝工业废渣生产硅肥实验研究

高红莉 赵风兰 王钰涵 胡军周 郭雷 李洪涛

高红莉, 赵风兰, 王钰涵, 胡军周, 郭雷, 李洪涛. 聚合氯化铝工业废渣生产硅肥实验研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(5): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.003
引用本文: 高红莉, 赵风兰, 王钰涵, 胡军周, 郭雷, 李洪涛. 聚合氯化铝工业废渣生产硅肥实验研究[J]. 矿产综合利用, 2022, 43(5): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.003
Gao Hongli, Zhao Fenglan, Wang Yuhan, Hu Junzhou, Guo Lei, Li Hongtao. Experiment on Production of Silicon Fertilizer from Polyaluminum Chloride Industrial Waste Residue[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(5): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.003
Citation: Gao Hongli, Zhao Fenglan, Wang Yuhan, Hu Junzhou, Guo Lei, Li Hongtao. Experiment on Production of Silicon Fertilizer from Polyaluminum Chloride Industrial Waste Residue[J]. Multipurpose Utilization of Mineral Resources, 2022, 43(5): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.003

聚合氯化铝工业废渣生产硅肥实验研究

doi: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.05.003
基金项目: 河南省科学院基本科研费项目(200601074);河南省科学院科技开放合作项目(210901007);河南省科学院杰出青年人才项目(210401011)
详细信息
    作者简介:

    高红莉(1969-),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为环境化学

  • 中图分类号: TD982; X5

Experiment on Production of Silicon Fertilizer from Polyaluminum Chloride Industrial Waste Residue

  • 摘要: 以聚合氯化铝废渣为原料,采用单因素实验和正交设计研究了焙烧温度、焙烧时间、添加剂配比等因素对聚合氯化铝废渣中二氧化硅活化效果的影响,确定了利用聚合氯化铝废渣生产硅肥的工艺技术条件。结果表明,3个因素对聚合氯化铝废渣焙烧产品的有效硅含量和废渣中硅活化率影响显著性大小为:活化剂用量 > 焙烧温度 > 焙烧时间。其中活化剂用量和焙烧温度对聚合氯化铝废渣焙烧产品中的有效硅含量有明显影响,而焙烧时间对聚合氯化铝废渣焙烧产品中的有效硅含量没有明显影响。随着活化剂用量的增加,所得产品中有效硅含量增加,活化剂用量达到41%以后,有效硅含量趋于稳定,活化剂用量与有效硅含量的相关系数达到0.9829;随着焙烧温度的升高,所得产品中有效硅含量增加,达到1250℃以后,有效硅含量达到峰值;焙烧时间对废渣中有效硅含量和硅活化率的影响不显著。温度为1240 ~ 1270℃、时间为30 ~ 40 min、活化剂用量为41% ~ 45%时,所得产品中有效硅含量较高,达到30%左右。

     

  • 图  1  焙烧温度与有效硅关系

    Figure  1.  Relationship between calcinations temperature and effective silicon

    图  2  活化剂用量与有效硅关系

    Figure  2.  Relationship between the amount of activator and effective silicon

    图  3  焙烧时间与有效硅关系

    Figure  3.  Relationship between calcination time and effective silicon

    表  1  废渣主要成分和重金属含量以及相关标准

    Table  1.   Main components and heavy metal content of waste residue and relevant standards

    含量聚合氯化铝废渣粉煤灰硅肥
    (NY/T 797-2004)(≥)
    硅钙钾镁肥
    (GB/T 36207-2018)
    肥料中砷、镉、铅、铬、汞
    生态指标GB/T 23349-2009(≤)
    SiO2/%43.5~61.147.8~53.620.0(以SiO2计)≥9.0(以硅计)
    CaO/%1.45~1.542.43~7.13≥20.0(以钙计)
    MgO/%0.79~0.900.72~0.97≥2.0(以镁计)
    Al2O3/%11.5~15.928.1~30.5
    Fe2O3/%3.05~3.153.37~5.32
    K2O/%1.04~1.55≥3.0(以K2O计)
    Na2O/%0.60~0.72
    Pb/(mg·kg−15.19~6.02≤ 200≤ 200200
    Cd/(mg·kg−1未检出≤ 10≤ 1010
    Cr/(mg·kg−120.1~30.5≤ 500≤ 500500
    Hg/(mg·kg−1未检出≤ 5≤ 55
    As/(mg·kg−1未检出≤ 50≤ 5050
    Cu/(mg·kg−11.38~2.70
    Ni/(mg·kg−16.43~8.69
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    表  2  正交实验因素水平L27 (313)

    Table  2.   Orthogonal experimental factor level L27(313)

    水平因素A
    焙烧温度/℃
    因素B
    焙烧时间/min
    因素C
    活化剂用量/%
    111802050.0
    212403541.2
    313005033.3
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    表  3  正交实验结果

    Table  3.   Orthogonal experimental results

    实验号A/℃B/minC/%有效硅/%硅活化率/%
    111116.654.4
    211217.749.8
    31139.322.8
    412117.156.1
    512219.755.2
    61239.423.0
    713119.062.2
    813220.557.5
    913310.626.0
    1021122.473.4
    1121224.268.0
    122139.723.9
    1322128.392.6
    1422230.585.4
    1522310.926.6
    1623129.095.0
    1723231.187.2
    1823311.227.4
    1931126.787.2
    2031230.084.0
    2131311.628.4
    2232128.894.3
    2332230.986.8
    2432312.430.3
    2533127.790.6
    2633231.086.9
    2733311.628.4
    ka115.618.724.0
    ka221.920.926.2
    ka323.421.310.7
    Ra1)7.52.615..5
    kb145.254.778.4
    kb264.461.173.4
    kb368.562.426.3
    Rb2)23.37.752.1
    1)ka1ka2ka3Ra以有效硅含量为考查指标。2)kb1kb2kb3Rb以硅活化率为考查指标。
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    表  4  正交实验模型统计分析结果

    Table  4.   ANOVA for orthogonal experimental

    因素设计条件有效硅 /%FP硅活化率/%FP

    焙烧温度/ ℃
    平均值标准差平均值标准差
    118015.6 b4.52.6590.09145.216.32.0330.153
    124021.9 a9.064.430.0
    130023.4 a8.868.529.8
    焙烧时间/min2018.7 a7.60.2510.78054.725.30.1960.824
    3520.9 a8.961.129.6
    5021.3 a8.762.429.2
    活化剂用量/%50.024.0 a5.231.30.00078.417.041.00.000
    41.226.2 a5.673.415.7
    33.310.7 b1.126.32.6
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  • 收稿日期:  2021-07-18

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