论文部分内容阅读
电解锰渣中含有的重金属元素会危害人类健康和污染环境,锰渣制肥无疑是一种既能解决环境污染问题又能创造经济价值的好途径。根据现有研究,锰渣中的硫酸钙会导致锰肥板结,通过将硫酸钙转化为碳酸钙解决这个问题。本文从热力学和动力学方面讨论硫酸钙转化为碳酸钙的难易程度,从机理和实验上研究电解锰渣的肥效特性和配制方法,按照国家标准配制电解锰渣复混肥。通过比较硫酸钙和碳酸钙溶解度和溶度积的大小分析硫酸钙转化为碳酸钙的趋势,发现这种沉淀转化趋势明显。通过热力学计算考察NH4HCO3、(NH4)2CO3、K2CO3和K2HPO4与硫酸钙反应的自发性,发现这些反应的焓变和吉布斯自由能变都小于0,说明反应都可以白发进行。通过碳酸氢铵与硫酸钙反应的单因素实验和正交实验,考察最佳反应条件,发现在反应温度为30℃、摩尔比为2.3:1、反应时间为90min、NH4HCO3浓度为1.75mol/L时,反应的转化率最高,达到97.01%。通过实验考察温度和物料比对CaSO4与NH4HC03、(NH4)2CO3、 K2CO3、K2HPO4的反应转化率的影响,发现反应温度的升高和物料比的增大有利于转化率的提高。采用XRD、SEM分析反应产物。通过对CaSO4与NH4HCO3、(NH4)2CO3、K2CO3反应的动力学分析,分别得出反应表观活化能为18.9296kJ/mol、18.3410kJ/mol、11.1098kJ/mol,说明反应容易进行,基本都是受扩散控制。针对茶叶、刺槐、商陆等植物的营养需求,在锰渣中加入基础N、P、K肥料,设计了5种复混肥配方,密封放置七天以后观察板结情况并检测其中有效成分。结果表明:1#复混肥有效磷的含量稍低于国家标准,其余指标达标,且水溶性磷含量占有效磷含量的95.6%,氯离子含量只有2.6%;2#、3#、4#复混肥的N、P2O5、K2O含量都符合国家标准,氯离子均大于3.0%。