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联碱法碱渣制造磷酸铵镁的可行性分析
摘要： 简介了联碱法碱渣的危害。在强调国内外碱渣处理现状的基础上，对碱渣制造复合肥进行了可行性剖析。最后得出结论:利用碱厂废渣氨二泥制成磷酸铵镁，加工处理流程比较简单，用于土壤还可增加土壤中有效养分。
abstract: the hazards of associated caustic soda were described. the treatment status of alkaline residue with hou’s process was stressed at home and abroad, feasibility analysis about manufacturing magnesium ammonium phosphate soda from alkaline residue with hou’s process were given. final conclusion: processing process of manufacturing magnesium ammonium phosphate from alkaline residue with hou’s process is relatively simple, and magnesium ammonium phosphate can be used to increase soil available nutrient in soil.
关键词： 联碱法碱渣；磷酸铵镁；可行性分析
key words: alkaline residue with hou’s process；magnesium ammonium phosphate；feasibility analysis
中图分类号：g633.8 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2012）11-0289-02
0 引言
在我国，固体废弃物资源化利用的技术状况比发达国家落后。在碱厂，来自蒸馏废液中不溶性物料以及盐水精制过程中产生的一、二次盐泥固体废料的混合物—碱渣（简称氨二泥）的治理是制约国内外纯碱行业发展的瓶颈。全世界联碱法的纯碱年产量约为2000多万吨，每年产生碱渣近2000万吨。在我国，每年产生碱渣近300万吨。氨二泥经堆放后上部液体流失，通常成为白色膏状固体，有刺鼻的氨味，表面半干固，有裂缝，稳定性差，其主要成分为：
ca（oh）2、sio2、mg（oh）2、nh4hco3、（nh4）2co3、nh4oh、铁铝盐类、nh4cl、 cacl2、nacl等物质。碱渣在风吹、日晒、雨淋的作用下，粉尘会影响大气环境质量，而每逢大风天气，碱渣周围大面积地区都是一副“白雾遮天”的景象[1]。此外，碱渣山沥出液为高含盐、高氯化物，经渗漏与积累会使周边地区土壤日趋盐渍化。有效利用碱渣，对我国纯碱工业发展意义重要。
1 碱渣研究概况
氨二泥的在固定的区域内，采用筑坝拦渣、填海造田、建沉淀池等方法，使废液经澄清、分离然后通过炭化、海水兑合或酸性废水中和等方法处理，达到环保排放的要求，然后排入江河湖海等水域[2]。废渣用于制造建材、改良土壤剂或肥料饲料添加剂等[3]。
在我国，碳酸化并预压处理后的碱渣，承载力≥15t/m2，作为工程土用于堆场及工民建地基。某碱厂生产的废渣水泥产品质量达到普通硅酸盐水泥425号以上规格。废渣配以适量炉渣粉碎均化，加入硫酸盐作激化剂，在600℃左右低温焙烧，经冷却粉碎后即为水泥熟料。其方法与一般硅酸盐水泥不同。低温水泥制成砂浆，振荡成型，或用压力机压制成砖块、预制块等，然后通入蒸汽在90～100℃下养护4～8小时，所得水泥制品可达到400号规格。用废渣生产这种水泥无机盐高分子化合物具有废渣用量大、工艺流程简单、能耗低等特点。以氨碱蒸馏废液、生石灰、石灰石、炉渣为原料，经加工成型，当含水降至4％时，用窑气（含co23.6％）碳酸化而成碳化砖。其成品的抗压抗折程度还高于普通红砖。其特点是就地取材、工艺过程简单、设备不复杂。
含钙制碱废液送入池中沉降，除去部分溶液，浓悬浮液送入漏斗式混合器，用水洗涤，成稀释液后再送入池中进一步沉降，浆液送入离心分离机，滤饼送入混合器并和水镁矾混和，所得的钙镁肥送入贮槽，熟化24h，即可备用。钙镁肥实际就是caso4、mgco3、
mg（oh）2、cacl2、kcl、nacl、mgso4、k2so4的混合物。但是，这些方法不同程度的降低了企业的经济效益。我国纯碱工业面临来自美国等天然纯碱业的巨大竞争。国内三大碱厂用于治理废液和废渣的成本为613～1213元/吨纯碱。这里除了价格等因素外，能否有效处理碱渣（氨二泥），已成为这场竞争的重要砝码。
2 制复合肥的可行性分析
一种经济可行的方法是对碱渣采用堆肥技术，然后制成复合肥。在用碱渣制复合肥的研究中，硫酸铵镁的研究得较为成熟。其主要是利用氨二泥和一定浓度的稀硫酸（体积比30%～40%）反应，反应中要搅拌，反应时观察泡沫和颜色变化，当泡沫变至小而少，变为浅黄色，ph值至5即为反应终点。然后关闭搅拌器，将物料放入澄清池，由压滤机滤出沉淀，将其黄色滤液放入浓缩器中浓缩、冷却结晶6～8h即为硫酸铵镁、硫酸铵、硫酸镁的粗品，经离心脱水干燥后，既得产品。但硫酸铵镁的有效养分含量较低。而磷酸铵镁的研究不多。磷酸铵镁是一种很好的缓释性多元素复合肥料。其供肥情况高于速效肥，肥料中的养分易被作物有效的吸收，从而使受暴雨或漫灌而流失的养分比例以及逸入空气中的养分比例减少，提高肥料利用率，减少施肥量，节省肥料劳力及施肥成本。而且磷酸铵镁作为缓释肥料，它的缓释效果可以通过颗粒的大小，比表面积进行调节。比表面积越大，养分的释放就越快。例如，在含水3～5%的碳氨中添加5～9%的磷酸铵镁制成新型碳氨基混肥，同时由于它的枸溶性，在土壤中可以贮存氮，还可以作为其它肥料的添加剂。其有效成分明显提高，使碳氨具有较好的稳定性。磷酸铵镁是一种含有n、p、mg的多元素缓释性复合肥料。它可以提供植物所需的多种微量元素，达到平衡施肥。镁元素是植物生长所必需的中量元素，但是过去人们很少把镁肥的施用包括在平衡施肥的范畴内，有关土壤中镁元素的含量和镁肥施用方法的研究虽始于上世纪30年代，在当今肥料的研发过程中，镁肥的重要性愈加明显地显现出来。
表1为莫斯科酒精工业试验研究院土豆在施用磷酸铵镁后的效果与其他肥料的效果的比较。在国外，前苏联在磷酸铵镁的制造工艺方面申请了多项发明专利。日本山本一夫和石田辉久，为了延长贮存稳定性及提高肥料利用率，采用磷酸铵镁涂覆水溶性颗粒肥料表面。美国生产粒状磷酸铵镁的专利产品中含n8.55%，p2o5 44.79%，mgo22.64%。国内对磷酸铵镁的研究和生产方面起步较晚。自80年代以来，郑州大学工学院磷复肥研究所对磷酸铵镁的反应体系进行了相平衡测定。华东理工大学研制出湿法制取磷酸铵镁的反应新工艺。河北省廊坊地区化工研究所用重碱过滤母液和由普钙中所萃取的磷酸制取磷酸铵镁。针对我国长江以南大约0.153亿公顷酸性耕地的特点，南方碱厂开展了碱渣研制硅钙镁肥和土壤改良复合肥的工作，并取得初步成效。
dolgoprudnoi农业试验研究所分别对甜菜和冬季小麦施用磷酸铵镁肥料和其他的肥料，以对比磷酸铵镁与其他肥料对这两种作物的影响。试验结果如表2所示。
3 结论
作物在施用磷酸铵镁后，产量和其他方面比施用其它肥料大部分都有了明显的提高，作物中的有用成分含量也提高了很多。在酸性、微酸性土壤上，对水稻、花生、大豆及玉米等农作物进行前后两个阶段的农田施用肥效实验。数据表明，在我国湖南、江西、浙江等省水稻田，平均每亩施镁肥50～100千克，增产幅度18%～20%，在大连地区花生作物每亩施钙肥约50千克，其增产幅度为5%～22%。大豆每公顷施60千克（含水40%）增产幅度11%～50%。青岛地区花生增产17%，玉米增产25%，小麦6%～12%，苹果12%，地瓜6%～50%。我国不少地区土壤缺镁状况比较严重，根据全国土壤普查资料显示，缺镁土壤面积约占全国耕地面积的6%左右。磷酸铵镁不仅是一种很好的缓释性多元素复合肥料和肥料助剂，同时也是一种饲料添加剂，具有广泛的化工用途。据估计，国内每年施用的磷酸铵镁肥料估计不仅为需求量的4％左右。作为化工原料，它可以作为bb肥料的缓效原料，同时还可以参与医药、造纸、涂料、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂等产品的生产。众多的用途说明，磷酸铵镁是一种很有开发前景的产品。利用碱厂废渣氨二泥制成磷酸铵镁，可实现变废为宝，减轻环境污染。
参考文献：
[1]张立平，宋智芳，魏宝俊.以普钙和纯碱母液为原料制取复合肥料初探[j].无机盐工业，1986，（5）：22.
[2]侯德峥.制碱工业[m].北京：化学工业出版社，1995年8月，15-78.
[3]张无敌，刘士清，周旭东.城市固体废弃物及其资源潜力[j].环境与开发，1996，11（4）：19-21.
[4]曾之平，李玉，李喜红.新型复合肥料——磷酸铵镁生成条件的研究[j].河南化工，1995（12）：8-10.