石灰窯生產(chǎn)化肥？4000元/噸？ 詳細生產(chǎn)工藝和配方來了！
2024-05-27 09:16:36 來源：石灰窯生態(tài)圈
石灰窯生產(chǎn)化肥？4000元/噸？詳細生產(chǎn)工藝和配方來了！
—為石灰產(chǎn)業(yè)注入新質生產(chǎn)力，助力鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)高質量發(fā)展
一、編者導語
一個行業(yè)的高質量發(fā)展，創(chuàng)新很重要，面對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，新技術將成為相關行業(yè)競爭取勝的關鍵因素，尤其是在我國“雙碳”背景下，石灰行業(yè)如何了解國家發(fā)展政策、如何掌握行業(yè)*新動向、企業(yè)如何進行產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃成為當下熱點。
我國有14億多人要吃飯，守護十八億畝耕地紅線固然重要，但能生產(chǎn)出“安全、好吃、健康、高產(chǎn)”的農(nóng)產(chǎn)品更重要，故我國農(nóng)牧業(yè)高質量發(fā)展離不開礦物質肥料，高效礦物質肥料的興起，可有效減少傳統(tǒng)化學肥料的使用量，并解決土壤板結、農(nóng)業(yè)面污染源、土壤酸化、養(yǎng)分失衡、促進有機質和養(yǎng)分吸收、減少病蟲害且為作物提質增效，必將成為下一個中國農(nóng)業(yè)持續(xù)增長的引擎。
特別是我國土壤礦物元素嚴重下降，數(shù)據(jù)分析表明，農(nóng)田土壤的鈣、鐵和鋅分別流失了83%、40%和81%，其他礦物元素都流失了50%以上，土壤問題導致種植的水果蔬菜口感變差，比如廣東四會的砂糖橘，原先的口感好，后來逐漸變差，四會逐步失去砂糖橘市場，砂糖橘后來要到廣西桂林種植才又重獲生機，必須給土壤補充高活性和多元素的礦物質肥料才能解決當下土壤問題。
如何催生一個“新產(chǎn)業(yè)”？如何工業(yè)排碳與農(nóng)業(yè)固碳？如何形成循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈條？
據(jù)此，我們對“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司研發(fā)中心”走訪中了解到：石灰窯豎窯或水泥豎窯閑置的生產(chǎn)線可以改造（或聯(lián)產(chǎn)）成礦物質肥料窯，而且還可以回收利用石灰窯生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2廢氣直接生產(chǎn)氣體肥料，可利用現(xiàn)有石灰窯或水泥廠工藝生產(chǎn)高效礦物質肥料達到石灰廠及水泥廠現(xiàn)有資源價值超值化、產(chǎn)業(yè)持續(xù)化、經(jīng)濟效益*大化。且整改投入少，投產(chǎn)快，獲得搶占市場的先機。
據(jù)了解，該項技術的關鍵點就是原料大部分都是煤矸石及其它尾礦，成本極低，國家產(chǎn)業(yè)政策也支持尾礦的利用和治理，目前礦物質肥料終端售價達4000元/噸，而石灰售價卻在350-500元/噸范圍，石灰窯或水泥窯改為礦物質肥料窯或回收CO2生產(chǎn)化肥產(chǎn)品，將能獲得超高收益。
二、石灰窯改造為礦物質肥料窯途徑和方法
下面我們來介紹一下生產(chǎn)石灰與礦物質肥料的工藝區(qū)別：
對比研究石灰生產(chǎn)只有石灰石和煤炭兩種原燃料，所有設施可以直接采用，特別是石灰豎窯的生產(chǎn)煅燒工藝與礦物肥料原料煅燒工藝相同。水泥廠（熟料）工藝和非金屬尾礦（煤矸石、鉀長石、石英石、白泥、脫硫石膏、粉煤灰等）制高效礦物質肥料工藝主要設備也可以通用，例如：超細磨、煅燒窯、庫房等，制高效礦物質肥料工藝比制水泥工藝環(huán)保要求低，煅燒溫度也低250度左右，并且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不錯峰。
唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司技術研發(fā)中心”規(guī)劃設計的石灰窯改造為礦物質肥料窯的工藝路線可以利用全部石灰生產(chǎn)設施，主要措施為：改造原料倉和燃料倉的功能→增加多種物料的上料功能→稱量及混合設備利舊→設置磨碎設備→混料混勻設備→重金屬檢測剔除設備→催化→造�！褵罨鬯椤善�
生產(chǎn)礦物質肥料的工藝流程如下圖：
三、石灰窯回收CO2直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
二氧化碳（CO2）也能當作肥料？沒錯！傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中過度使用化肥不僅浪費資源，還對生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力。然而，二氧化碳氣肥技術的應用可能會改變了這一局面。通過將廢棄的二氧化碳（CO2）氣體轉化為肥料，它既減少了溫室氣體排放，又為農(nóng)作物提供了所需的養(yǎng)分。這種環(huán)保實踐有助于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略中關于農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的要求完美契合。
研究顯示，日常大氣中的二氧化碳濃度僅為400至500ppm（ppm為百萬分之一）左右，而*適宜農(nóng)作物生長的二氧化碳濃度卻在800至1400ppm，二氧化碳不能及時補充，導致農(nóng)作物光合作用效率低下，長期處于“碳饑餓”狀態(tài)，不僅生長發(fā)育緩慢，還容易‘生病’，甚至需要化肥輔助，帶來了土壤的板結、酸化等問題。
如果能將工業(yè)生產(chǎn)的、巨量的、大自然已不能自然消納的二氧化碳，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，那豈不是美事一樁？現(xiàn)在，真的能促成這件美事兒的產(chǎn)業(yè)來了，它就是“富碳農(nóng)業(yè)”。“富碳農(nóng)業(yè)”的發(fā)展方式，對于系統(tǒng)解決我國經(jīng)濟、社會與環(huán)境發(fā)展面臨的若干綜合性問題具有重要意義。
什么是富碳農(nóng)業(yè)？富碳農(nóng)業(yè)是指在人工密閉環(huán)境中，利用光、氣、溫、水、肥、種等*佳條件組合，創(chuàng)造高效率的光合作用環(huán)境，將二氧化碳作為氣肥大量地使用，生產(chǎn)出豐富的糧食作物供給人類生活。
比如，秸稈等其他干物質，可以加工成為化工、建筑、燃料等原料回饋工業(yè)生產(chǎn)。此外，“富碳農(nóng)業(yè)”生產(chǎn)出的糧食、蔬菜、水果只利用人工光源和營養(yǎng)液水進行栽培，完全不用土壤甚至基質，可以有效抑制害蟲和病原微生物的侵入，在不使用農(nóng)藥的前提下實現(xiàn)無污染生產(chǎn)，形成一個新興產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。
二氧化碳氣肥技術是一種利用二氧化碳氣體來促進植物生長的方法，核心理念在于優(yōu)化植物的光合作用過程。植物通過光合作用將二氧化碳氣體轉化為能量，同時釋放氧氣。增加溫室大棚內的二氧化碳濃度可以提高植物的凈光合速率，從而使它們更高效地利用光能。達到了增加產(chǎn)量、提高品質、節(jié)省資源的目的，這一優(yōu)化過程還減少了植物的水分蒸騰速率，因此降低了對灌溉水的需求。
唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司技術研發(fā)中心”CCUS（碳捕集、利用與封存）系列技術可以把從石灰窯捕集后的二氧化碳轉化為氣肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，讓二氧化碳融入“富碳農(nóng)業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈，有了新用途。
該項技術通過捕集石灰窯廢氣中的二氧化碳，經(jīng)過壓縮、凈化、液化，制成高純度的液體二氧化碳或干冰增施到設施農(nóng)業(yè)中，能夠在落實碳減排的情況下推動農(nóng)業(yè)高質量發(fā)展。
特別是唐山金泉公司應用的擁有自主知識產(chǎn)權的“熱碳酸法富集及回收CO2氣體工藝”回收石灰窯CO2氣體系列專利技術，具有占地小、簡單實用、投資低、操作簡單等特點，通過采用新型熱平衡式吸收塔和解吸塔裝置，解吸釋放后的CO2氣體濃度可以達到98-99%范圍，采用自制易得的低成本吸附溶液從石灰窯窯氣混合氣體中選擇性吸收 CO2的方法，氣體凈化效率高，可以獲得高純度 CO2，吸收 CO2的富液經(jīng)加熱解吸出 CO2得到再生可循環(huán)使用，實現(xiàn)高濃度CO2氣體回收利用及工業(yè)化應用，其產(chǎn)生的效益有效的提高了石灰生產(chǎn)總體效益。
現(xiàn)場使用時，只需自備儲氣罐即可，通過把二氧化碳經(jīng)過升溫、脫水、氣化等一系列工藝簡單處理，即可直接成為綠色生態(tài)肥料。
四、生產(chǎn)C 02氣體肥料的三種新方法
CO2是植物進行光合作用所必需的原料之一。溫室或塑料大棚由于經(jīng)常與大氣隔離、作物所需CO2無法從大氣中不斷補充，往往滿足不了作物生長的需要，直接影響蔬菜等作物的質量、產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，人工補充CO2是目前溫室等生產(chǎn)中需要迫切解決的問題。
常用的人工補充CO2的方法有：生物分解法、燃燒法、電解法、土壤化學法及成品氣法。這些方法要么產(chǎn)生有害氣體、污染環(huán)境，要 么設備投資大、費用高，要么氣量不易控制、應用效果差，所以它們 都不很適用。
近年來，國內對CO2氣肥的研究有了較大突破，許多新方法不 斷開發(fā)成功。特別是應用石灰行業(yè)中的工業(yè)碳酸鈣、輕質碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鹽石膏粉、碳酸氫鈉等為主要原料的方法，即擴展了石灰產(chǎn)品的用途，也實現(xiàn)了增值化應用。
以下介紹幾種值得推廣應用的方法：
方法 1：
該法包括組分工和Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ為碳酸鹽粉末；Ⅱ為含有重量比30% ~ 65%的濃硫酸和70% ~ 35%的硫酸鹽和磷酸鹽、鹽酸鹽、硝 酸鹽、硅酸鹽粉末載體。組分Ⅰ和Ⅱ分裝。
組分Ⅰ為工業(yè)碳酸鈣，取1 0 0 克裝入塑料袋中密封；組分Ⅱ為9 8 %濃硫酸37克，注入石膏粉73克中，放置1~3小時，攪拌均勻，裝入塑料袋中密封。
使用時用口徑 30cm左右的塑料盆按每分地1個等距離放置，注人其容量 1 /3的清水，將組分Ⅰ和Ⅱ各1 0 0克倒人盆中，攪勻即可。
該法用硫酸鹽或磷酸鹽、鹽酸鹽、硝酸鹽、硅酸鹽粉末作為濃硫 酸載體，吸收濃硫酸，與碳酸鹽分裝，成本低、使用安全方便，反應 速度快，產(chǎn)氣量大，10-15分鐘即可使施用場所CO2濃度提高到正常 大氣CO2 濃度的2.2~2.5倍，達到或接近作物所需CO2 適宜濃度。且產(chǎn)氣只有CO2，無任何有害氣體，反應殘液可作肥料隨水澆地。對 西葫蘆、黃瓜、番茄、芹菜、辣椒等增產(chǎn)均在30%以上，投入產(chǎn)出比 約為1:6，對韭菜等多茬菜葉類蔬菜施用時間短，其增產(chǎn)也在2 5 % 以上，投入產(chǎn)出比高達1：25，而且產(chǎn)品質量、外觀均得到明顯改善。
方法 2：
碳酸鹽選用碳酸氫銨或碳酸氫鈉，固態(tài)酸選用濃硫酸或濃鹽酸，以糠醛渣為酸載體。碳酸鹽與固態(tài)酸重量配比為1:1或0.94:1.06。
制造過程：
先將糠醛渣過篩、曬干，按照糠醛渣35%、濃硫酸65%的重量比 混合均勻，壓模成型，再將配好的固態(tài)酸與碳酸氫銨按1:1 重量比裝入塑料袋即為成品。固態(tài)酸的另一配比是將50%的糠醛渣與50%的濃 鹽酸混合均勻，壓模成型，再將固態(tài)酸與碳酸氫胺按1:1的重量比分 裝。固態(tài)酸與碳酸氫氨配伍時，二者重量比為0.94:1.06。每袋的重量 范圍可分幾種規(guī)格，一般在100~800克之間。使用時，將相配合的碳 酸鹽和固態(tài)酸的塑料袋同時剪開，投人盛水容器內即可。反應殘余物p H值在6~8之間，亦可做肥料施用。
方法3：
原料為輕質碳酸鈣或碳酸鎂、硫酸胺或磷酸胺、硫磺、稀土原 料、粘合劑。
制作方法:
將上述前4種原料分別粉碎、過60~150目篩，按重量配比0.2~0.4：0.3~0.4：0.1~0.2:0.1于混料機內充分攪拌混合，然后通過皮 帶機將物料送到造粒機中進行造粒，同時添加粘合劑即可。產(chǎn)品形狀 為圓柱形、方柱形、圓球形、橢圓形等。使用時，根據(jù)不同作物的生 長期對CO2的用量撒在土壤表面即可。
該法的優(yōu)點是配方獨特，制作、使用方便。在大棚黃瓜上使用8公斤/畝，可使棚內CO2濃度達到22900ppm以上，黃瓜葉片厚、葉色深、爛瓜現(xiàn)象消除，并大幅度提高產(chǎn)量。將其使用于稻田，在育苗、插秧時可有效地增加種子的發(fā)芽率，使苗成活率達到100%。
五、結語
近年來，唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)集團旗下“唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司”堅持綠色發(fā)展，不斷推進資源綜合利用、探索工業(yè)生態(tài)循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，協(xié)同推進“雙碳”目標，用“負碳工業(yè)”推動“富碳農(nóng)業(yè)”，以產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興。
從工業(yè)減碳、植物固碳再到碳匯，唐山金泉公司正在構建起從負碳工業(yè)到富碳農(nóng)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈條，打造以CCUS技術為中心的二氧化碳多元應用體系，在打造二氧化碳工業(yè)化應用的新征程中，也推進了鄉(xiāng)村振興和實現(xiàn)“雙碳”目標的，開辟了更加廣闊的發(fā)展空間。下一步，唐山金泉公司將強化研發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈利用二氧化碳，真正做到‘變廢為寶’，走出一條生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益三贏的高質量發(fā)展之路。
技術提供：
唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司
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《石灰產(chǎn)業(yè)》編輯部
2024年05月23日
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