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一、技术名称:难溶性非金属含钾矿物制肥技术及产业化前景分析
核心技术特点:众所周知:钾长石(KAlSi3O8)是一种含氧、硅、铝、钾、钠等元素的硅酸盐矿物,理论成分中SiO2 64.7%,Al2O3 18.4%,K2O 16.9%。有透长石、正长石和微斜长石等之分,晶体属单斜或三斜晶系的架状硅酸盐矿物。我国是钾长石资源较为丰富的国家,其中全国钾长石矿源至少在60多个,平均K2O含量约为 11.63%,广泛分布于安徽、江西、湖南、内蒙古、新疆、四川、山西等省份,成为当地的优势非金属矿产资源。
钾长石中除含氧化钾外,更含有60%以上的二氧化硅,如果能在其中添加足够的钙基化合物(碳酸钙、氯化钙、硫酸钙、氧化钙、碳酸钙镁等等)作为钾长石的分解助剂,就可以制备成含有硅、钙、钾、镁等营养成分的弱碱性肥料。可喜的是,本课题组经过近10年多的努力,利用钾长石和钙基化合物复合、在中温条件下通过烧结法生产出了此类产品。产品呈灰白色,粉未状。松散堆积密度1.05~1.40g·cm-3 ,pH值9.0~11.0,呈弱碱性。其中硫酸钾含量大于8%;枸溶性氧化钙25%以上;枸溶性二氧化硅20%以上;枸溶性氧化镁5%以上,并含有多种微量元素组分,总有效成分大于70%。本技术是国内外首次提出的、利用钙基化合物作为原料在1000度以下分解钾长石,生产弱碱性矿物质钾钙硅肥料的一项创新性技术。
1、技术应用情况(前景):
从目前课题组已完成的对我国南方酸性土壤种植的水稻、花生、山药、木薯、甘蔗大田试验来看,每亩施用50~75公斤作为底肥,作物的增产率高达11.12~47.00%,平均为16%左右。而且通过钾钙硅肥的施用,作物的品质显著改善。垩白度、含糖量、直链淀粉含量、胶稠度都有不同程度的提高。重金属含量下降,总体下降30%左右。土壤酸化得到抑制,理化性状得到提升。
2 经济效益
2.1成本低、能耗低
已彻底摸清了钾长石分解反应的定量摩尔配比,利用特制的添加剂可使烧结法的分解温度从传统的1200-1300℃下降到800~950℃,反应时间从2~5小时缩短到30分钟,吨产品能耗从250公斤标准煤以上下降到约100公斤标准煤。钾长石的分解助剂几乎不用花钱。生产成本可控制在600元/吨以下。
2.2 有效成分高
由于产品中硫酸钾含量大于8%,且含有大量枸溶性钙、硅和镁等中微量元素,水溶性成分是传统工艺生产的硅钙钾肥的4-12倍,而且pH=9-11,呈弱碱性,施用后可温和调理土壤,可使土壤容重下降,持水性增加。该产品在广东地区大田试验表明:土壤改良效果非常明显。肥料产品经过权威部门检测表明:水溶解度21.76%;2%的柠檬酸溶解度76.97%;2%盐酸溶解度87.90%。
2.3 市场前景广阔
目前,仅华南地区酸性土壤面积约1 057万公顷(1公顷=15亩),若按每公顷土壤施用750公斤计算,可消化此类钾钙硅肥800万吨,若按平均增产率16%,每亩原粮食产量400公斤计算,每年可多收粮食985万吨。而若按华南地区消化此类钾钙硅肥800万吨计算,则净利润应在40亿元。可见,目标产品的开发具有广阔的社会效益和经济效益。同时,钾钙硅肥的施用,调理了土壤的酸性,提高了土壤质量,产生了较好的经济效益、社会效益和环境效益
二、技术名称:重金属废水源头控制技术
核心技术特点:
围绕着生物处理技术针对废水中,锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、锰(Mn)、铁(Fe)、砷(As)进行了多年的研究。
1.硫酸盐还原技术
利用硫酸盐还原技术,针对锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、锰(Mn)、铁(Fe)进行了长达4年的研究,利用硫酸盐还原菌和原水中含有的大量硫酸盐,使废水中硫酸盐S6+还原成S2-,然后使S2-和废水中的锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、锰(Mn)、铁(Fe)形成金属硫化物,然后通过过滤形式实现硫化物和水的分离。在这个过程中,通过一个还原状态的生物滤池就可以实现,硫酸盐还原、硫化物形成和金属硫化物同水的分离过程。在该反应过程中锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、铁(Fe)通过一步厌氧生物过滤过程就能够实现达标排放,而锰(Mn)需要进行进一步的处理。这里尤其提出的大家十分关注的重金属镉(Cd)通过一级厌氧生物过滤就能够达到污水综合排放标准的要求,我们的研究在原水Cd浓度在40-70mg/L的浓度下出水可以控制在0.1mg/L的国家《污水综合排放标准》的要求。
如果再经过生物除铁除锰滤池的处理,镉(Cd)、锰(Mn)、铁(Fe)可以达到0.05mg/L的标准。
2.锰的去除技术
针对矿山废水中的高锰废水,采用碱式空气氧化法,可以实现高浓度锰(Mn)(几百mg/L)的稳定去除,出水可以达到痕量。
针对地下水中的锰(Mn)和铁(Fe),采用生物除铁除锰技术,可以实现稳定去除,出水达到国家饮用水标准。
3.高氨氮矿山废水
在过去的研究中,我们针对稀土矿山废水进行过处理研究,稀土矿山废水总氮:4000mg/L、氨氮:3000mg/L、锰(Mn):40 mg/L、硫酸盐:2000 mg/L。利用硫酸盐还原技术实现85%脱硫率,利用硫生物氧化技术实现硫单质的回收;利用碱式氧化技术实现锰100%去除;利用碱式膜过滤技术实现氨氮的去除,出水达到污水综合排放标准,利用生物反硝化技术实现总氮达到污水综合排放标准。
4.砷(As)生物氧化技术
针对砷(As)去除,我们原有是针对地下水砷(As)的去除而展开的,对于地下水中的砷(As)采用生物氧化和混凝沉淀技术,使处水深达到国家饮用水水平。
针对矿山废水,高砷(As)可以采用化学氧化和混凝技术,低砷(As)可以采用化学氧化和混凝技术实现达标排放。
三、技术名称:利用各种金属尾矿生产蒸压砖及蒸压加气混凝土制品等新型墙体材料技术
核心技术特点:1、因各种尾矿是精选有用金属后被废弃的废渣,因其颗粒非常细小,用作生产新型墙体材料的原料必须添加一定量的含硅骨料,使其在坯料中形成良好的颗粒级配;
2、各种尾矿一般含SiO2较低、化学成分波动又大,一般达不到制备新型墙体材料原料的技术要求,故必须加入一定量的含SiO2量较高(>90%)的硅砂进行合理配方处理;
3、各种尾矿含水量一般较高(≥15%),为要满足制砖的半干压工艺要求必须进行尾矿含水量降低处理,采用一定比例的生石灰既可降低了尾矿含水量满足生产工艺要求;又可提供钙质材料确保产品质量,一举两得。
4、各种尾矿因选矿需要均被磨得很细,其内含空气量大,故在生产新型墙体砖时必须采用大吨位液压压砖机多次压制才能保证产品质量。
利用各种尾矿砂生产蒸压转及蒸压加气混凝土砌块等新型墙体材料技术已在绍兴铜矿、首钢矿业公司、安徽大昌矿业公司、山西灵丘豪洋公司等矿业部门应用。
技术应用情况(前景):我国各种尾矿废弃量较大,但因各种原因很少用来生产墙体材料,故很大部分排放在尾矿库,不但占用土地,同时污染环境及地下水。利用我公司技术后,不但尾矿砂可变成了新型墙体材料,做到节地、节能、节土、节材;而且为矿山企业排忧解难和为新型墙体材料原料来源开辟道路,应用前景十分广阔。
四、技术名称:锰尾渣永磁综合分选及利用技术
对应从事技术研发的科研院校(单位):
核心技术特点:系统首先采用公司自主研发高梯度永磁综合分选技术设备对锰尾渣进行有效分选,回收尾渣中的碳酸锰精矿,其次采用锰尾渣综合利用技术,将综合分选后去除重金属污染的二次锰尾渣作为原料,经专用复配技术、工艺,将其制成锰尾渣蒸压加气砌块等新型墙体材料。
系统技术及设备主要有以下几个特点:(1)新型永磁材料及其组合工艺,均采用公司自主技术;(2)技术产品磁场强、磁场梯度高(达2.3~3.6×106mT/m);(3)永磁物理分选:能耗低,无二次污染;(4)分选方法及工艺特殊。系统设备采用公司自主研制的“永磁筒偏心内表面轴向分选方法及设备”的专利技术。(5)提高锰尾渣的综合利用价值,实现锰尾渣的零排放。
该技术的目的产品是碳酸锰精矿和锰尾渣蒸压加气混凝土砌块。采用该技术,系统综合分选后回收的碳酸锰精矿的品位达到市场要求,金属锰(Mn)含量:≥17%。系统生产的锰尾渣蒸压加气砌块经权威部门检测,产品达到国家标准:GB 11968-2006 蒸压加气混凝土砌块。
技术应用情况(前景):目前我国电解金属锰生产厂家180多家,年产电解金属锰150万吨,按生产每吨电解金属锰产生8吨锰尾渣计算,我国现每年产生电解锰尾矿渣1200万吨,由于使用碳酸锰尾矿渣超强高梯度永磁综合分选设备在国内首次实现了对碳酸锰尾矿渣的综合利用,因此未来三年在碳酸锰尾矿渣综合利用方面,预计市场需求将在300万吨/年。技术产品市场前景广阔。
五、技术名称:贫赤铁矿富选的新工艺新设备
核心技术特点:一种崭新的磁化焙烧方法通过先分解后还原,再破坏硅酸铁,从而得到磁性铁,最后再用简单的磁选方法得到优质的铁精矿。在技术应用过程中,防止了对环境的污染,同时减少溶剂消耗,降低焦炭消耗,减少二氧化碳排放,降低石灰石溶剂率,减少炉渣量等等。
技术应用情况(前景):研究如何利用资源品位低、矿石类型复杂、嵌布粒度细的国产铁矿石,即从含铁硅酸盐的赤铁矿中获得品位高、回收率高、经济效益好的铁精矿,并且在获取过程中减少污染的新工艺和新设备具有重大的价值。
备注:贫赤铁矿富选的新工艺新设备
六、技术名称:尾矿多孔保温材料技术
核心技术特点:利用尾矿制备多孔、轻质、导热系数低的新型多孔保温材料。包括尾矿与炉渣耦合制备矿渣纤维材料,以及以聚苯乙烯发泡粒子和膨胀珍珠岩为发泡剂,通过研究了造孔剂、烧结工艺、成型工艺、烧结温度等多因素对工艺过程的影响,获得高性能的多孔材料制备新工艺,该材料具有隔热、保温、隔音的优良性能,用途广泛。多孔保温材料与粉煤灰、增强纤维和外加剂复合可制成轻质墙体材料,其具有较好的保温性能及抗压、抗折强度,具有较低的导热系数,可以大大降低建筑冷热负荷,节省大量建筑能耗;轻质保温墙体为无机材料,具有很高的耐热性,降低火灾危险;产品密度较低,不光可以节省成本,还能降低建筑自重,降低地震危害。
技术应用情况(前景):产品重量轻、隔音、隔热、防潮、防火等优点,施工简便快速,节约能源,符合建设部重点推荐使用 “绿色建筑节能轻质墙体材料” 的基本要求,在综合性能及性价比上,具有绝对领先的优势,在市场上竞争优势明显。
七、技术名称:《尾矿库表层净化与佛甲草生态修复方法
核心技术特点: <尾矿库表植被生态修复>,是依据科学发展观和结合尾矿再利用.在金属尾矿库上进行多年植被重建,就基质改良和植物种类选择进行实验比照,并结合当地实际,以成本低、养护简单及可持续利用为目标,探索总结出新型的尾矿库生态恢复技术与方法,从而解决尾矿库对周边生态环境所产生的
负面影响
技术应用情况(前景):该技术为我国矿山企业库存废弃尾矿探索出一条经济可行的路子,有利于提高尾矿库治理的整体水平,尾矿治理和利用走上良性发展的轨道。对促进矿山可继续发展,恢复矿区生态,保护环境,创造和谐社会有着十分重要的意义。 [1] [2] 下一页
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