煤矸石制作硅肥技术试验研究

第 37 卷 第 6 期 2009 年 12 月
煤田地质与勘探
COAL GEOLOGY & EXPLORATION
Vol. 37 No.6 Dec. 2009
文章编号: 1001-1986(2009)06-0043-04
煤矸石制作硅肥技术试验研究
王生全 1，谢宵斐 2，侯晨涛 1，聂文杰 1， 张小波 1
(1. 西安科技大学地质与环境工程学院，陕西 西安 710054; 2. 山西省生态环境规划研究咨询中心，山西 太原 030000)
摘要: 煤矸石制作硅肥时应先对煤矸石进行活化处理。通过在煤矸石中加入助剂，采取高温煅烧 方法，研究出了煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比例为煤矸石: CaCO3: Na2CO3: NaOH=1: 0.1: 0.5: 0.05； 煤矸石活化的最佳温度为 700℃；最佳煅烧时间为 2 h；最佳粒度为 80 目。依据煅烧试验结果， 提出了煤矸石制作硅肥的工艺技术。经对试验制成的硅肥成分与有害元素测试，符合国家硅肥 标准。 关 键 词：煤矸石；硅肥；煅烧；工艺 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.06.011 中图分类号：X45
Technology for producing silicon fertilizer from coal gangue
WANG Shengquan1, XIE Xiaofei2, HOU Chentao1, NIE Wenjie1,ZHANG Xiaobo1
(1. College of Geologic and Environmental Engineering, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China; 2. Shanxi Provincial Eco-environment Plan and Research Advisory Center, Taiyuan 030000, China) Abstract: Coal gangue is firstly processed by activation when producing silicon fertilizer from coal gangue. By adding promoters and using high temperature calicination method, it was found out that for efficient silicon activation, the optimal scale of promoters for coal gangue: CaCO3: Na2CO3: Na2OH was 1: 0.1: 0.5: 0.05, the optimal temperature for coal gangue activation was 700 ℃, the optimal calicination duration was 2 h and optimal size was 80 mesh. According to calicination test, the technology for producing fertilizer from coal gangue was put forward. The teste of composition and hazardous elements verified that the fertilizer produced by experiment was in accordanced with state standards for silicon fertilizer. Key words: coal gangue; silicon fertilixer; calicination; technology
硅素已被国际土壤界认为是继氮、磷、钾之后 第 4 种植物营养元素。发达国家已把硅肥列为氮、 磷、钾肥后的第 4 个肥料品种 [1]。自然界中硅的分 布很广，但其中约 99%的硅属结晶态和无定形态的 二氧化硅与硅酸盐 ，属不能为植物体所吸收的养 分， 只有土壤溶液中的微量单硅酸(正硅酸， Si(OH)4) 能被植物吸收利用，这部分称为有效硅。农业对硅 肥的需求量很高，而目前硅肥生产的原料主要来自 炼铁高炉渣、黄磷炉渣与电厂粉煤灰等原料 煤矸石制作硅肥的报道较少。 煤矸石是煤炭开采过程或煤炭洗练过程中分离 出来的块状废弃物，是目前我国年排放量和累计堆 存量最大的工业固体废弃物之一。大量煤矸石的堆 存，不仅污染环境，而且占用大量土地。虽然煤矸 石已经成为一种危害很大的固体废弃物，但其 SiO2
[3-4] [2]
含量较高，并含有一些微量元素如 Cu、Zn、K 的化 合物，其中 SiO2 的含量高达 37 %~68 %，若能使煤 矸石中的硅元素活化，被植物吸收，将有可能变煤 矸石为含微量元素的硅肥。本文对此进行了探索性 研究。
1
煤矸石特征
试验所用煤矸石样品取自陕西韩城矿区11 号煤层
，用
粘土岩夹矸，样品粉碎至 80 目装袋备用。 根据大量的薄片、光片鉴定和 X 射线衍射、差热分 析，该煤矸石矿物成分纯，高岭石含量在 95%以上， 其他矿物有迪开石、铵伊利石、一水硬铝石、黄铁 矿和白铁矿、金红石、电气石及不等量的碳质碎屑
[5]
。透射电镜下，高岭石为不规则鳞片，粒径
0.015~0.6 μm。化学全分析得到煤矸石组成：SiO2
收稿日期: 2009-01-18 基金项目: 陕西省教育厅专项基金项目(06JK238)；陕西省自然科学基金项目(2002E221) 作者简介: 王生全(1961—)，男，陕西岐山人，教授，从事矿产地质教学与研究工作.

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煤田地质与勘探
第 37 卷
43.45 %； 2O3 38.32 %； 2O3 0.89 %； 2 0.67 %； Al Fe TiO Na CaO 0.28 %； MgO 0.12 %； 2O 0.041 %； 2O 0.025 %； K Los 15.57 %。样品 pH 值平均 6.78，微酸性，与土 壤接近。采用火焰原子吸收分光光度计测定，Fe、 Cu、 K、 金属元素的含量分别为 239.70 mg/kg、 Zn、 Na 80.049 5 mg/kg 、 0.041 2 mg/kg 、 9.561 mg/kg 及 13.668 mg/kg， 有害元素 Pb、 的含量分别为 0.424 Cd 2 mg/kg、0.009 1 mg/kg，均低于国家规定的肥料标 准中的有害元素含量。Cr、Ni 的含量未检出。有效 硅含量测定结果平均仅 1.96 %。而煤矸石中含硅量 平均为 43.45%，这就为活化其中的硅提供了广阔的 空间。
550℃、 650℃、 700℃、 800℃、 900℃、 000℃和 1 150℃ 1 温度段进行煅烧实验，对样品进行有效硅含量测定 (表 1)。结果表明，700℃时有效硅含量最高。同时 X 射线衍射分析证明，在 700℃时，高岭石 99 %转变 为非晶相(图 1、图 2)，即以不稳定的偏高岭石形式存 在。当加入一些助剂时，比较容易使不稳定的偏高岭 石转变成新的矿物。因此最佳活化温度为 700℃。
表1
Table 1
不同煅烧温度下样品有效硅质量分数
Content of effective silicon at different calcination temperature
650 9.69 700 11.02 800 6.19 900 5.59 1 000 9.65 1 150 7.95
煅烧温度/℃ 550 有效硅/% 5.03
2 2.1
煤矸石活化条件 活化原理 本文所采的煤矸石矿物组成主要为高岭石，其
晶体属于双层结构硅酸盐矿物，硅元素在其中属于 结晶态，不溶解于水中。能溶解在水中最简单的硅 酸化合物是原硅酸。为了使硅酸盐中的硅活化，只 要使其转变为原硅酸盐即可。转变为原硅酸盐的办 法就是对高岭石进行高温煅烧，在煅烧过程中加入 其他助剂， 使高岭石发生化学反应转变为原硅酸盐。 根据研究 [6] ，高岭石在煅烧过程中随着温度的 增高，会依次转变为非晶相的偏高岭石与析出晶相 的铝硅尖晶石与莫来石，主要化学反应为： 450~750℃ Al2O3·2SiO2·2H2O Al2O3·2SiO2+ 2H2O↑ 高岭石 偏高岭石 925℃ 2(Al2O3·2SiO2) 2Al2O3·3SiO2+3SiO2 偏高岭石 铝硅尖晶石 1 100 ℃ 3(2Al2O3·3SiO2) 2(3Al2O3·2SiO2)+5SiO2 铝硅尖晶石 莫来石
图1
Fig. 1
煤矸石原样 X 衍射图
XRD patterns of raw coal gangue
图2
Fig. 2
煅烧 700 ℃煤矸石样 X 衍射图
XRD patterns of coal gangue sample at calcining temperature of 700℃
温度在 550~950 ℃期间为高岭石晶相破坏，偏 高岭石主要生成期 [7]。若在此阶段加入其他助剂 与之反应， 则有可能使偏高岭石转化为其他物质。 本 试 验 选 用 了 轻 质 石 灰 石 (CaCO3) 、 无 水 纯 碱 其原理是 (Na2CO3)以及烧碱(NaOH)颗粒 3 种助剂， 将 3 种助剂加入高岭石样品均匀混合后，在煅烧过 程中， 破坏天然煤矸石中牢固的 Si—O 和 Al—O 键 结构，使高岭石转化生成无序状态且活性很大的 不稳定偏高岭石，与助剂发生化学反应生成硅酸 钠和原硅酸钙等易被植物吸收的原硅酸盐成分，从 而使其中的硅活化。 2.2 最佳温度选取 为了取得煤矸石活化的最佳煅烧温度，取
最佳助剂比例选取 对所加的 3 种助剂采用单因素法进行选取。每一 种助剂与煤矸石比例均按 0.05 ︰1、 0.07 ︰1、 0.1︰1、 0.2︰1、0.4︰1、0.5︰1、0.7︰1 和 1︰1 这 8 种比例 进行变化， 此时其他两种助剂量固定不变。 700 ℃ 在 下高温煅烧 2 h， 通过有效硅的测定来确定最佳助剂 的比例。 从图 3 中看出，碳酸钙单因素变化时，0.1︰1 比例时测定有效硅含量最高； 碳酸钠单因素变化时， 0.5︰1 比例时测定有效硅含量最高；纯碱单因素变 化时，0.05︰1 比例时测定有效硅含量最高。依据单 因素，可初步确定助剂比例，即煤矸石︰CaCO3 ︰ Na2CO3︰NaOH=1︰0.1︰0.5︰0.05。依据单因素得 出的最佳比例，选取 0.5、0.1、0.05 这 3 个点为比 2.3

第6期
王生全等: 煤矸石制作硅肥技术试验研究
表4
Table 4
项目 所做肥料 国家标准
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例变化因素，通过正交实验研究表明，单因素确定 助剂比例是合适的， 能使样品中有效硅达到最大值。
所做肥料和国家标准对照
Comparison of the finished fertilizer with the national standard
有效硅 /% 21.04 >20.0 水分 /% 0.97 <3.0 细度 ﹡ /% 89 >80 Cd/ mg·mL?1 0.008 9 <0.01 Pb /mg·mL?1 0.206 1 <0.5
﹡ 通过 250 μm 标准筛
由图 4、图 5 可以看出，煤矸石原样经粉碎呈 深灰色粉末状，已制成肥料呈灰色粒状，具有无味， 无毒，无腐蚀性，不吸潮，不结块，不变质，长效
图3 3 种助剂不同比率下单因素有效硅含量图
Effective silicon content of single factor at different ratios of three promoters
性好，流失少，溶解度小，一般不会发生浓度障碍 等特点。电镜扫描证明，煤矸石原样的结构呈层状 且有较为明显的颗粒，已成肥料已经没有了层状结 构，且没有明显的颗粒，变成了无定性结构的多孔 膨松粉体(图 6、图 7)。
Fig. 3
最佳煅烧时间选取 分 别 将 煤 矸 石 样 品 在 不 加 助 剂 700℃下 煅 烧 0.5 h、1 h、2 h、3 h、5 h，然后测试对应样品中的 有效硅含量(表 2)。结果表明，煅烧 2 h，测试得到 的有效硅含量最高。 2.4
表2 不同煅烧时间下样品有效硅质量分数
Sample's effective silicon content at different calcining time
0.5 4.62 1 7.17 2 11.07 3 8.28 5 7.59
Table 2
煅烧时间/h 有效硅/%
最佳粒度选取 分别取粒度为 40、80、100、200、300、400 目煤矸石样品在 700℃下煅烧 2 h，测试对应样品中 的有效硅含量(表 3)。结果表明，粒度 80 目时测试 得到的有效硅含量最高。 2.5
表3 不同粒度煅烧样品有效硅质量分数
Table 3 Sample's effective slicon content at different particle-size calcination
粒度/目 有效硅/% 40 11.80 80 13.63 100 11.46 200 9.14 300 7.59 400 7.33
图4
Fig. 4
煤矸石原样图
Original sample of coal gangue
3
最佳制肥工艺
综合以上研究，可以得出利用煤矸石制作硅肥 试验的最佳工艺为：将煤矸石样品粉碎至 80 目，称 取一定量的样品于陶瓷坩锅中；按煤矸石︰CaCO3︰ Na2CO3︰NaOH 这 4 者比例为 1︰0.1︰0.5︰0.05 依 次加入 3 种助剂，拿玻璃棒将混样搅拌匀，过 80 目 标准筛，然后将装有混样的陶瓷坩锅放入高温炉中 进行煅烧，煅烧温度 700 ℃，煅烧时间为 2 h，煅烧 完后取出即为所做肥料。矿物成分测定表明(表 4)， 肥料主要矿物为原硅酸钙以及其他一些原硅酸盐。经 对其有效硅含量、水分、粒度、有害重金属元素的测 试，并和国家标准硅肥标准对照 [6]，满足硅肥要求。
图5
Fig. 5
已制成肥料效果图
Effect of the finished fertilizer
4
结 论
本文选取陕西韩城矿区 11号煤层煤矸石进行活化
处理，使其所含硅从化合态变成游离态，即变成能 被植物直接吸收的有效硅，从而提出了一套活化煤 矸石中硅制作硅肥的实验室工艺。

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煤田地质与勘探
第 37 卷
0.05。煤矸石活化最佳温度为 700 ℃，最佳煅烧时 间为 2 h，最佳粒度为 80 目。 b. 对已成肥料矿物成分测定表明，硅肥中主要 矿物为原硅酸钙以及其他一些原硅酸盐。其中有效 硅含量为 21.04 %，水分为 0.97 %，细度 89 %通过 60 目标准筛，达到国家对硅肥的要求。 c. 对已成肥料做电镜扫描，与原样对比表明， 已成肥料的扫描图中已经没有了层状结构，且没有
图6
Fig. 6
煤矸石原样电镜扫描图
SEM patterns of original sample of coal gangue
明显的颗粒，变成了无定性结构的多孔膨松粉体。
参考文献
[1] 邵建华. 硅肥的应用研究进展[J]. 化工科技市场， 2001(3)： 7?9. [2] 冯元琦. 硅肥应成为我国农业发展中的新肥种[J]. 化肥工业， 2000，27(4)：9?11. [3] 唐福军，曲红杰，张之一. 硅肥生产技术综述[J]. 黑龙江八一 农垦大学学报，2006，18(4)：72?73. [4] 武艳菊，宋祥伟. 硅肥的研究现状及展望[J]. 磷肥与复肥， 2006，5(3)：55?58. [5] 王生全，钱建锋，卫兆祥. 韩城矿区 11 号煤层煤矸石研究[J].
图7
Fig. 7
已制成肥料电镜扫描图
煤田地质与勘探，2002，30(2)：7?8. [6] 袁树来，郑水林，潘业才，等. 中国煤系高岭岩(土)及其加工 利用[M]. 中国建材工业出版社，2001：194?195. [7] 魏存弟，马鸿文，杨殿范，等. 煅烧煤系高岭石的相转变[J]. 硅酸盐学报，2005，33(1)：77?79. [8] 中华人民共和国农业部. NY/T 797-2004 中华人民共和国农业 行业(硅肥)标准[S]. 2004.
SEM patterns of the finished fertilizer
a. 采用高温煅烧并引入助剂的方法对煤矸石 煅烧处理，选取影响活化程度的 4 个因素，分别进行 了实验研究，得出煤矸石中有效硅活化的最佳助剂比 例为煤矸石： CaCO3︰Na2CO3︰NaOH=1︰0.1︰0.5︰
(上接第 42 页) 总的来看，以灰岩为主，岩溶发育、覆盖层厚 度较小，且多为单一的粉质粘土，地下水径流强度 大、波动频率大、水位变幅大，且地势低洼，人工 抽水强度较大的地方，极容易发生地面塌陷(极易塌 区与易塌区)。这一地区占整个煤炭坝矿区面积的 40%左右。几个煤矿区虽然人工抽水强度大，但上 部岩溶发育一般，加之覆盖层厚度不薄且多为残积 土， 地下水径流强度一般， 因此为岩溶塌陷的难塌区， 所占比例约 50%。 不易发生岩溶塌陷(稳定区与基本 稳定区)的地方约占 10%， 这一地区主要是以泥灰岩 与泥岩为主，岩溶不发育，覆盖层厚度大且多为残 积土，地下水位埋深较大且波幅小，地势相对较高。 确定了岩溶塌陷易发性的评价指标，并对煤炭坝矿 区岩溶地面塌陷地质灾害易发性进行了综合预测评 价。经预测，煤炭坝小河、贺石桥、大成桥、洋泉 湖几个地下水径流带处为极易塌区；欧家大冲、沩 水、瓦寺冲、秧田冲、五亩冲水渠、白水塘、谢家 祠堂几个地表水体分布处为易塌区；几个煤矿区为 难塌区(或中等塌陷区)；福泉山与谷塘坡为基本稳 定与稳定区。对于极易塌区与易塌区应引起注意，必 要时应采取相应的防护措施。经实际资料验证，这 一预测方法可靠，预测结果符合实际。
参考文献
[1] 陈国亮. 岩溶与塌陷[M]. 北京：地震出版社，1992. [2] 张爱恒， 马传明. 矿山疏干排水引起岩溶地区致塌机理分析与 预测[J]. 中国煤炭地质，2008，20(2)：32-35. [3] 魏风化. 唐山市岩溶塌陷机制分析[J]. 2006，42(2)：86-89. [4] 武雄， 高明显. 枣庄岩溶塌陷形成条件及主要影响因素[J]. 地 学前缘，2007，14(6)：227-233. [5] 刘善军. 隐伏岩溶区岩溶塌陷易发性评价[J]. 中国地质灾害 与防治学报，2004，15(3)：87-90.
6
结 论
a. 煤炭坝矿区岩溶塌陷形成的内因为茅口组 灰岩岩溶发育，外因为岩溶水的大量开采和疏排。 b. 煤炭坝矿区岩溶塌陷影响因素主要有岩溶 发育条件、地下水条件、覆盖层条件、地形地貌、 人工活动。 c. 在全面分析各岩溶塌陷影响因素的基础上，

硅肥、长效硅钾肥及其肥效

硅肥、长效硅钾肥及其肥效 （一）什么是硅肥,硅肥是一种以含硅酸钙为主的矿物肥料，亦称硅钙肥或硅钙镁肥，呈微碱性，不溶于水，可溶于酸。硅肥的外观根据制造原料的不同，呈白色、灰褐色或黑色粉未。具有无毒、无嗅、无腐蚀性、不变质及不易流失等特征，硅肥密度5000～3000千克／立方米，其矿物组成主要为无定形的玻璃体。硅肥主要组成为：CaSi03、Ca2SiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg（SiO4）2等。硅肥中还含有多种微量元素，如Mn、Cu、Zn、Co等。 （二）硅肥为什么能使农作物增产硅肥既可以作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。具体有以下作用： 1.硅是植物体组成的重要营养元素。大部分植物体都含有大量硅，如生产1000千克稻谷，水稻地上部分Si02的吸收量达150千克，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。粮食产量越高、施用氮肥越多硅肥的需要量越大。 2.作物吸收硅后，形成硅化细胞提高植物细胞壁强度，株型挺拔茎叶直立，利于密植，提高叶面的光合作用，有利于通风透光和有机物的积累。硅素能提高植株叶绿素含量，延长生育期，促进植物生长。由此，硅肥改变了作物的群体结构，对作物的增产潜力是很大的。 3.硅化细胞的形成使作物表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害的抵抗能力，特别是对稻瘟病、稻飞虱、叶斑病、茎腐病、小粘菌核病、白叶枯病、小麦白粉病、锈病、螟虫、蚜虫等病虫害的抵抗能力。这样可以减少农药用量。 4.硅素能增强植株基部秸秆强度，使作物导管的刚性增强、增强植物内部通气性，从而增强根系的氧化能力，防止根系早衰与腐烂，增强抗倒伏能力。如桂对水稻烂根病有较强的防治作用，特别硅肥能防治高产水稻小麦等作物倒伏。 5.作物中的硅化细胞能够有效地调节叶面气孔开闭及水分蒸腾。因此，施用硅肥后增强了作物抗旱、抗干热风及抗低温的能力。 6.硅能减少磷肥在土壤中的固定，同时有活化土壤中的磷及促进磷在植物体内运转作用，从而提高磷肥的利用率和作物的结实率。 7.硅素能增强花粉活力，增加瓜果类作物的成果率。 8.硅肥是保健肥料，能改良土壤，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。 9.硅是品质元素，有改善农产品品质的作用，使产品色香味俱佳，且耐贮存及运输。 10.硅肥能防治重金属对农田污染，这对我国利用城市污水灌溉、利用污泥作肥料的地区防止重金属镉、锰、铅等对作物污染有重要意义。硅肥也能防治硫化氢、甲烷等对作物根系的危害。 硅的化学性质比较活泼，在自然界中分布十分广泛，主要存在形式 是二氧化硅和硅酸盐，植物的生长也需要硅，它可以调解各种肥料在植物中的有效

硅肥的功效

硅肥的作用 提起硅肥，一般认为水稻容易缺硅，造成叶片松弛、有枯斑，茎秆直立性差，易倒伏，易早衰，产量大大降低，但对它在作物上的其它作用很少知道。其实，硅是继氮磷钾之后植物所需的第四种元素。 硅对作物的产量和质量有着重大影响，其作用机理是多方面的：施用硅肥后，可使表皮细胞硅质化，茎杆挺立，增强叶片的光合作用。硅化细胞还可增加细胞壁的厚度，形成一个坚固的保护神，病囷难以入侵；病虫害一旦危害即遭抵制。作物吸收硅肥后，导管刚性加强，有防止倒伏和促进根系生长的作用，是维持植物正常生命的一个重要组成部分。 此外，硅还有“神奇”的作用。缺硅会使瓜果畸形，色泽灰暗，糖度减少，口感变差，影响商品性。增施硅肥则能大大提高这些性状。如有些市场供应的“甜”黄瓜就是应用了硅肥。河南省三门峡的苹果驰名中外，不仅商品性好，还耐储，不易失水，就是使用了硅肥。从植物生理学上的解释是：植物在硅肥的调节下，能抑制作物对氮肥的过量吸收，相应地促进了同化产物向多糖物质转化的结果，所以，农业中既要保证高产，又要保证优质，这就要施用硅肥。但由于硅的性质稳定，会在土壤中以化合物的形态被固定，移动性差，所以，我们就要以施用硅肥的方法来补充，这在有机质肥料应用日益减少的现在显得更为必要。 施用硅肥后一般具有较明显的增产效果。据资料介绍，硅肥不仅对本科作物的增产作用明显，而且对茭白、蕃茄、黄瓜、西瓜、南瓜、青椒等蔬菜都有较好的增产效果，其增产幅度可达22.6%～63.1%。 硅可以提高作物的光合作用，提高抗倒伏、抗病能力，从而提高产量。硅肥一般为碱性，对于酸性缺硅土壤施用效果特好。不仅能中和酸性，同时能改善和提高磷肥的效果。当土壤中有效硅含量小于90—105mg/kg 时,要及时施用硅肥，硅肥一般作基肥，亩施用硅酸钠20公斤，亩施用硅钙肥、硅锰肥100公斤。 1.硅是植物体组成的重要营养元素。大部分植物体都含有大量硅，如生产1000千克稻谷，水稻地上部分二氧化硅的吸收量达150千克，超过水稻吸收氮、磷、钾的总和。粮食产量越高、施用氮肥越多，硅肥的需要量越大。 2.作物吸收硅后，形成硅化细胞，提高植物细胞壁强度，株型挺拔茎叶直立，利于密植，提高叶面的光合作用，有利于通风透光和有机物的积累。硅素能提高植株叶绿素含量，延长生育期，促进植物生长。由此，硅肥改变了作物的群体结构，对作物的增产潜力是很大的。 3.硅化细胞的形成使作物表层细胞壁加厚，角质层增加，从而增强对病虫害的抵抗能力，特别是对稻瘟病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病、螟虫、蚜虫等病虫害的抵抗能力增强。这样可以减少农药用量。 4.硅素能增强植株基部秸秆强度，使作物导管的刚性增强，增强植物内部通气性，从而增强根系的氧化能力，防止根系早衰与腐烂，增强抗倒伏能力。如硅对水稻烂根病有较强的防治作用.硅肥还能防治高产水稻小麦等作物倒伏。 5.作物中的硅化细胞能够有效地调节叶面气孔开闭及水分蒸腾。因此，施用硅肥后增强了作物抗旱、抗干热风及抗低温的能力。 6.硅能减少磷肥在土壤中的固定，同时有活化土壤中的磷及促进磷在植物体内运转作用，从而提高磷肥的利用率和作物的结实率。 7.硅素能增强花粉活力，增加瓜果类作物的成果率。 8.硅肥是保健肥料，能改良土壤，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。 9.硅是品质元素，有改善农产品品质的作用，使产品色香味俱佳，且耐贮存及运输。 10.硅肥能防治重金属对农田污染，这对我国利用城市污水灌溉、利用污泥作肥料的地区防止重金属镉、锰、铅等对作物污染有重要意义。硅肥也能防治硫化氢、甲烷等对作物根系的危害。

工业硅工艺流程资料讲解

.1项目主要建设内容 主要建设内容为：建设生产厂房8000平方米，供水系统、环保系统等配套设施用房10000平方米，厂区道路及停车场等4800平方米，厂区绿化3400平方米。购置和制作生产所需的冶炼炉、精炼炉、除尘系统等生产设备326台（套），监测、化验及其他设备9台套。 1.2.2产品规模 年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N 级高纯工业硅4000吨。 1.2.3生产方案 1、产品方案 目前，国内外工业硅市场1101级以下（不包括1101级）产品基本处于供大于求的状况，且短时期内不会有很大变化。结合全油焦生产工艺产品产出比例，本项目产品方案为：年产高纯工业硅5万吨，其中：1101级高纯工业硅4万吨，3N级高纯工业硅6000吨， 4N级高纯工业硅4000吨。 2、技术方案 1）国内外现状和技术发展趋势 冶金级工业硅由于生产技术简单，全世界生产企业众多，产量较大，供需基本保持平衡，且耗能高、附加值低，属国家限制类行业。目前国外有工业硅生产厂家30多家，主要集中在美国、巴西和挪威三国，占世界生产能力的65%，最大生产厂家主要有挪威的埃肯、巴西的莱阿沙、美国的全球冶金，电炉变压器容量大多在10000KVA—60000KVA，通用炉型为3000 0KVA，小于10000KVA的电炉基本停用。其发展趋势是矿热炉大容量化，由敞开式的固定炉体向旋转、封闭炉体发展，自焙电极的应用、炉气净化处理、新型还原剂的开发与应用、炉外精炼技术的发展和应用、生产过程中的计算机管理和控制。其特点是电炉容量大、劳动生产率高、单位产品投资少、有利于机械化、自动化生产和控制环境污染。我国工业硅生产起步于上世纪的50年代，目前仍在生产的厂家约有300多家，电炉400多台，产能约为90—120万吨/年，产量约为70—90万吨。且大部分分布在福建和云、贵、川等小水电资源丰富的地区，受季节性影响较大。其突出特点是电炉容量小、台数多，厂家多而分散，操作机械化水平低、劳动生产率低，产品质量不稳，化学级工业硅产量低（不到产量的1/8），且能源消耗、原材料消耗和生产成本偏高（行业内称为“三高”）。从电炉变压器容量看，我国以3200Kva至6300kVA的电炉为主要炉型，2006年国内已建成的10000kVA工业硅电炉仅有

深度解析硅肥2

深度解析硅肥（精华版） 硅肥发展历程 1787年，“近代化学之父”法国著名化学家、生物学家，拉瓦锡（Lavoisier）首次发现硅存在于岩石中。1926年，美国加州大学开始研究硅肥并肯定了硅肥的效果。 现在硅肥在农业发达国家已被大面积推广和使用！在中国的水稻和甘蔗区域已经开始有大面积的推广使用。 硅肥的分类 水溶性硅肥 主要有硅酸钠、硅酸钾、过二硅酸钠和偏硅酸钠等，属于速效性肥料，见效快。缺点是pH值偏高，价格较贵。 枸溶性硅肥 主要由高炉熔渣——水淬渣和黄磷矿渣等经机械磨细制作成的粉状或颗粒状硅 钙肥。该类硅肥pH值为碱性，含有效二氧化硅20%~30%，氧化钙30%左右。其优点是属于废弃物资源化利用，具有循环经济的特点，其农学、经济和环境效益高，价格较低，但缺点是用量过大，运输不便。 生物硅肥 主要是硅酸盐菌剂，属于具有解钾、解磷、解硅作用的芽孢杆菌，能将土壤中的硅酸盐矿物分解并释放出有效钾、磷和硅。其优点是利用土壤中的含硅矿物，具有绿色环保的理念，缺点是产品价格过高，其增产效果的稳定性有待进一步观察与试验。 火山硅 是国际最近新发现的可利用的高效硅能源，因其经过火山喷发时高达8000℃的高温煅烧，水溶性硅含量是工业固体废物加工而成的硅肥的4~5倍，同时不含有重金属等有害物质，价格相对适中，比较有潜力。 硅肥的重要作用 1、是植物生长的大量增产元素 绝大部分植物体内含有硅。特别是水稻、甘蔗，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种作物灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80%以上，其中硅氧化物占16～61.4%。 2、是一种保健性营养元素肥料

硅肥在水稻上的应用

硅肥在水稻上的应用(上） (2007-08-05 14:27:19) 转载▼ 分类：硅肥的生产和应用 标签： 硅肥 农业 科学技术 蔡德龙 植物营养 一．化学肥料发展历史 肥料是作物的“粮食”，根据联合国发表的数据化学肥料对农业生产贡献率在40-60%，我国大概做50%左右。我国化学肥料利用率在30%，发达国家化学肥料利用率60%。 1．肥料分类 肥料的定义：用以调节植物与土壤间养分供需矛盾，为植物生长提供良好营养环境的物料。肥料可以分为直接肥料和间接肥料。 （1）直接肥料；含有植物必需的营养元素，对植物具有直接营养作用的一类肥料。又可以分为有机肥（绿肥，人粪尿）；无机肥料（矿质肥料）两大类。 ①有机肥：来源于植物或者动物如粪尿、堆肥、厩肥、绿肥、秸秆肥、城镇垃圾肥、饼肥、沼气肥、腐类植酸肥料等。 ②无机肥料（矿质肥料或者叫化学肥料）：是标明养分量呈无机盐形式的肥料。又可以分为单质肥料、复混肥料、缓释肥料。 I．单质肥料是供应一种植物必需营养元素为主的肥料，如：氮肥、，磷肥、，钾肥，、微量元素肥料、钙肥、硅肥、镁肥、硫肥等。 II．复混肥料是含有两种或者两种以上营养元素的肥料。 III．缓释肥料是某种特有的化合物或者物理状态，能在一定时间内为植物持续吸收利用的肥料。 （2）间接肥料；系用来调节土壤酸碱度，改良土壤结构，改善土壤理化性质、生物化学性质、或调节植物生长发育为主要功能的肥料。如石膏、石灰、微生物肥料、植物生长调节剂等。 2．化学肥料发展历史 1840年，德国农业化学家李比西（Justus von Liebig May 12,1803–April 18 1873）出版了《化学在农业和植物生理学上的应用》一书，提出著名的矿物营养学说，阐明植物是以矿物质作为原始营养给源（以前认为腐殖质是植物唯一的营养给源），植物吸收的矿物质元素，为其生长和形成产量所必需。当时提出植物需要氮、硫、磷、钾、钙、镁、硅、钠及铁等营养元素，都是以盐的形态从土壤中吸收的。多数土壤提供的养料不足以维持植物正常生

工业硅冶炼操作工艺

工业硅冶炼操作工艺 西安宏信矿热炉有限公司

一、工业硅生产工艺流程图

二、工业硅生产安全管理制度 工业硅生产是铁合金生产中最为精细的一种产业，要求每个操作人员必须经过严格培训，掌握生产个环节的重点和工艺要素，作到心中有数。只有这样才能将生产管理规范化、精细化，生产出高品级的工业硅。 1、冶炼工技术操作职责 ?保证高温冶炼，尽量减少热损失，使SiC的形成和破坏保持相对平衡。 ?炉料混合均匀后加入炉内。 ?正常冶炼的操作程序是沉料—攒热料—加新料—焖扎盖。 ?要垂直于电极加料，不要切线加料。料落点距电极100mm左右，不允许抛散炉料。 ?炉料形状和分布要合理，集中加料后，使料面呈馒头形状，料面要高于炉口200—300mm。 ?每班接时要捣炉，捣出的黏料捣碎后推到炉心。 ?沉料、捣炉时动作要块，不要碰撞电极、铜瓦和水套。 ?根据炉料融化情况加料，尽量做到加料量、用料量和出硅量相适应。 ?保持合理的料层结构，捣松的炉料就地下沉，不要大翻炉膛。 ?使用铁质工具沉料、捣炉时，动作要块，避免融化铁铲和捣炉棒。 ⑴木块等碳质还原剂在加料平台上可单独堆放，沉料结束或处理炉况时先加木块于电极根部凹坑处，然后加混合料盖住。 ⑵ 仔细观察仪表，协调其他人员用计算机控制电极的压放，使三根电极平衡运行。 ⑶ 随时了解电炉电流、电压的变化情况，给予适当的调整。

2、出炉工技术操作职责 ①正常情况下，每班出3—4炉，尽量大流量、快出硅。 ②出炉前先将炉眼、流槽清理干净，准备好出炉工具和材料。 ③用烧穿器前，要先将钢钎清除炉嘴外的结渣硅，使炉眼保持φ150mm左右的喇叭口形状，然后用烧穿器烧开炉眼。能用钢钎捅开时不用烧穿器。 ④当流量小时，要用木棒捅炉眼、拉渣，用烧穿器协助出硅。 ⑤堵炉眼前炉眼四周和内部渣滓扒净，用烧穿器修理炉眼至通畅光滑，然后堵眼，深度超过或达到炉墙厚度。 ⑥堵眼时如果炉气压力过大无法堵塞，要停电堵眼。 ⑦出炉口和硅包附近要保持干燥，禁止积水，防止跑眼爆炸。 ⑧精练产品要按方案进行，不可随意改变供气量、精练时间、造渣剂的比例等。精练时注意安全，防止硅液飞溅、过大氧气回火等事故发生。 ⑨浇注前要修补好锭模，放好挡渣棒，锭模底部可适当放适量合格硅粒，或涂脱模剂，保护锭模。 ⑩浇注时，硅包倾倒至硅液快要流出时，稍停片刻，使硅渣稳定，再使硅液从包嘴慢慢流入缓冲槽。 ⑴工业硅锭冷却到乌红时，用专用吊具从锭模中吊出，转移到冷却间。严禁用水急冷。 3、电工技术操作职责 ①持证上岗，遵守供用电制度，要求与变电站和生产指挥紧密配合。 ②电工作到四会：会原理、会检修、会接线、会操作

硅肥资料综述

土壤中的全硅含量约为31%，其中约99%属结晶态和无定形态，主要以石英和次生粘土矿存在，不能作为植物体所吸收的养分，只有土壤溶液中的微量单硅酸[正硅酸，Si(OH)4]能被植物吸收利用，这部分称为有效硅。 枸溶性定义：相对于水溶性(速效性)而言，为缓效性物质，所含肥料成分不易被水溶失，均可被作物吸收。枸溶性肥料一般是难溶于水，但可溶于2%柠檬酸的化学肥料。 一硅肥的性质和质量 硅肥是微碱性枸溶性肥料，产品主要呈粉末状和颗粒，硅肥根据原料的不同，分别呈白色、灰褐色或黑色。硅肥具有无味，无毒，无腐蚀性，不吸潮，不结块，不变质，长效性好，流失少，溶解度小，一般不会发生浓度障碍等特点。硅肥呈矿物形态，其组成主要为无定性的玻璃体，没有明确的分子式，主要代表式为CaSiO3、Ca2SiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg (SiO4)2 [1]。 我国至今为止还没有国家硅肥专业技术标准，只是各个硅肥厂根据生产原料的不同，制定了各厂的经地方政府批准的企业标准。。我国几种硅肥的主要成分见表1[2]。 硅肥种类生产单位SiO2CaO Al2O3MgO Fe2O3P2O5K2O 有效 SiO2 炼铁高炉废渣硅肥江宁钢厂36.41 42.69 9.72 0.85 0.68 2.58 28.5 电炉钢渣硅肥南昌钢厂23.33 63.03 3.43 5.41 0.40 12.3 增钙粉煤灰硅肥武昌电厂38.24 29.65 24.19 1.83 3.93 26.5 黄磷电炉渣硅肥南化公司38.21 46.30 4.70 6.17 0.53 1.91 18.5 碳化煤球造气炉渣硅肥南安化肥 厂 20.73 37.87 13.23 3.05 2.03 0.15 0.38 13.2 注：以0.5mol/L HCl提取SiO2 其他国家从各自资源的特点出发，制定本国的硅肥质量标准。日本规定商品硅肥的有效成分w(SiO2有效)>20%(0.5 mol/L HCl提取)，w (CaO + M gO ) >35%；粒度要求100%小于2.15mm(10目筛)，60%以上小于500μm(30目筛)。朝鲜规定硅肥w(SiO2)>15%，粒度要求一级品85%以上小于150μm(100目筛)，二级品85%以上小于250μm(65目筛)。韩国规定w (SiO2有效)>10%。 二硅肥中有效硅的检测 目前我国国家标准或行业标准中涉及到有效硅的测定标准有2个，一个是化工部标准HG2557-1994钙镁磷肥中有效硅的分析方法，一个是国家标准GB/T 1873-1995 磷矿石中二氧化硅含量的测定。然而硅肥中有效硅含量的测定方法至今没有国家标准。我国至今只有河南与云南两省制定了硅肥地方标准。但是一个选用氟硅酸钾容量法，另一个选用重量法[3]。 查阅大量文献，现阶段有效硅的提取剂主要有两种：20g/L柠檬酸溶液和0.5 mo l/L HCl 溶液，而0.5mol/L HCl效果更好。而测定有效硅方法则氟硅酸钾容量法、重量法均可。 三硅肥制备工艺 生产硅肥的重要原料是工业含硅废渣及含硅矿物，其中硅元素的活性、水溶性和枸溶性均较低，只有经过处理，使其中的有效硅达到一定标准后才能作为硅肥使用。 目前硅肥的制备工艺主要有两种。 1)混料法。将硅肥或硅肥原料与氮、磷、钾肥混合，破碎，造粒，制成复混肥，同时还可加入微量元素、稀土元素等。如叶元林等将w (H2O)15%～35%的电解锰渣灰粗碎，添加有机质、无机盐和作物生长调节剂，造粒成型，得锰硅肥。混料法生产工艺简单，能耗低，但普遍存在有效硅含量增加不明显的问题。 2)化学合成法。将硅肥原料、助熔剂（Na2CO3、CaCO3等）、添加剂（钾盐等）按一定比例混合, 在高温下熔融, 破坏晶格, 转化成易被植物吸收的成分, 充分反应后, 冷却,

【浅谈水稻施硅肥效果分析】硅肥水稻使用方法

【浅谈水稻施硅肥效果分析】硅肥水稻使用方法 连作的老水田施用硅肥对水稻的增产作用非常明显。在稻田施用硅肥可提高水稻的抗性，增强水稻抗各种病虫害的能力，提高产量，增产幅度为8.5％--13.0％。硅肥的研究历史在国际上比较悠久，但总体发展较慢，在农业生产上一直是一个被人们忽略重要肥料。我国70年代中期开始研究硅肥，80年代后期才实现工业化生产，直到1996年才开始有正式的硅肥应用标准。近年来，随着科技进步，研究方法、研究理论的创新和试验条件的改善，硅费肥的研究又开始活跃起来。2000年后我国广大垦区对硅肥的重视程度逐年提高，从此硅肥正式进入了大农业生产的历史舞台。 硅肥有利于提高作物的光合作用，作物在施用硅肥后，可使作物表皮细胞硅质化，能有效地改善植株受光态势，使叶片上举，作物的茎叶挺直，减少遮荫，使叶片光合作用提高；可提高作物抗逆性，作物施硅肥后，能有效地调节叶片气孔的开闭，挖掘水分蒸腾作用，提高作物的抗旱、抗干热风和抗低温能力。硅肥中含有较多的钙镁，并含有一定量的磷、锌、镁、硼、铁等微量元素，对作物有复合营养作用；同时能改良土壤，矫正土壤的酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌；能减少磷在土壤中的固定活化土壤中的磷，并促进磷在作物体内的运转，从而提高结实率。水稻是典型的喜硅素作物，对硅的需求量较多，接近氮、磷、钾的需求量，居第4位。经

多年试验、示范与应用结果表明，硅肥对水稻生长发育、提高单产具有十分重要的作用。 1、水稻田施硅肥能增强水稻的抗病虫害能力 水稻田长期施用硅肥，能有效增强水稻对病虫害的抵抗能力，减少了病虫的危害程度。从生理上讲，水稻田中氮、磷、钾、硅以及其他营养元素的合理施用，使茎、叶表皮细胞壁加厚，角质层增加，增强了茎秆的硬度，导管刚性增强，有效地增加植株体内的通气透气性，使植株含硅量明显增加，使茎秆健壮，根系发达，从而提高了抗病、防虫的能力。特别是对稻瘟病、叶斑病、水稻白叶枯病、二化螟、钻心虫等有一定的控制作用。并能激活稻田土壤中磷、钾肥的活性，加速磷、钾肥在水稻植株体内运转速度，有效地提高了磷肥、钾肥的利用率，并能有效地减轻由于施用氮肥过量引起的贪青倒伏。同时还可以预防水稻根的腐烂和早衰等病害的发生，特别是对根治水稻中毒性烂根病有着重要作用。 2、水稻施硅肥能减少农药对土壤的污染. 农业污染于人们对作物病虫害的防治。施硅肥后，可以使水稻植株产生一种较强硬的硅化细胞，使害虫不易咬噬，以达到减少病虫

多晶硅生产工艺流程定稿版

多晶硅生产工艺流程 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

多晶硅生产工艺流程(简介) -------------------------来自于网络收集 多晶硅生产工艺流程,多晶硅最主要的工艺包括，三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化（有的采用氯氢化），精馏，还原，尾气回收，还有一些小的主项，制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等。 主要反应包括：Si+HCl---SiHCl3+H2（三氯氢硅合成）;SiCl4+H2---SiHCl3+HCl（热氢化）;SiHCl3+H2---SiCl4+HCl+Si（还原）多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来，由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85％。但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商手中。这些公司的产品占全球多晶硅总产量的90%，它们形成的企业联盟实行技术封锁，严禁技术转让。短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。 西门子改良法生产工艺如下： 这种方法的优点是节能降耗显着、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢硅沸腾床加压合成炉，三氯氢硅水解凝胶处理系统，三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统，硅芯炉，节电还原炉，磷检炉，硅棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。 （1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅， 其化学反应SiO2+C→Si+CO2↑

水稻硅肥

水稻硅肥使用技术 硅肥是一种以含硅酸钙为主的枸溶性矿物质肥料，被专家们称之为继氮肥、磷肥、钾肥之后的第四大元素肥料，我国对硅肥的开发研究比较晚。 一、水稻特性 1、植物分类 根据灰分中SiO2/CaO的比值，植物分为硅性植物（比值大于 1.5）和钙性植物（比值小于或等于 1）。水稻则是典型的喜硅性植物。 2、水稻中硅含量 成熟水稻茎叶中的二氧化硅含量在4～20%之间，平均为11%，较其他作物（地上部）含硅量高10倍至数百倍。水稻体内硅酸含量约为氮的10倍、磷的20倍左右，对硅的需求量较多，接近氮、磷、钾的需求量，居第4位，水稻田缺硅已成为限制水稻产量提高的重要因素。连作的老水田施用硅肥对水稻的增产作用非常明显。 3、水稻对硅需求量 生产1000公斤稻谷，水稻地上部分硅元素吸收量达130—150公斤，水稻产量越高，施用氮肥越多，硅肥的需要量越大。 二、硅肥种类 属于一种中量元素肥料，主要用于水稻、小麦、玉米等喜硅作物。 1、缓效硅肥 利用铁钢渣、黄磷熔渣、粉煤灰等工业废渣或硅矿石，经粗

加工磨细过筛制成硅肥，是含硅酸钙为主的可溶性矿物肥料。每亩施用40－100千克，作基肥一次性施入。 2、水溶性硅肥 硅酸钠，含水溶性Si02 50%以上，每亩施用5千克，可作基肥、追肥和叶面肥使用。 谷壳与稻草也是硅的主要来源。水稻吸收的硅素大多集中在稻草和稻壳中。稻草腐解出的二氧化硅能维持硅的收支平衡，代替硅肥。实施稻草还田，可在相当程度上缓解或消除水稻土壤供硅不足。 三、施硅原则 随着施肥水平的提高，高量氮肥的施入必须要有硅肥的配合。氮、磷、钾、硅科学配方施肥，才能达到高产的效果。应该客观的认识硅肥。 1、硅肥不能代替氮磷钾肥 必须氮、磷、钾、硅配合施用； 2、硅肥不能代替农药 具有增强水稻抗病虫害的能力。稻草还田是补充土壤硅的最简单有效方法 在植物体内,硅主要以无机形态存在,除对茎叶有机械保护作用外，还有益于植物生长点的伸长和开花、受精等生理过程。 3、施用硅肥依据 水稻茎叶中的二氧化硅含量不及茎叶干重的10%时，即可视为缺硅，需要施用硅肥。缺硅的水稻土多为低pH或砂质土壤。

硅肥对农作物有十大作用

硅肥对农作物有十大作用 硅素同氮、磷、钾“三要素”一样重要，是水稻、甘蔗、大麦、玉米、番茄、竹等农作物的基本元素。受到学术界的重视。土壤中虽也大量存在，但土壤中的硅素多成难溶性矿物。不能被作物吸收。缺硅补硅，喜硅作物增硅施肥成为提高产量，改善品质的一项重要技术措施。生产试验证明，施用硅肥对农作物有十大作用机理。 1、是构筑植物体必需营养元素：绝大部分植物体内含有硅。特别是水稻，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。检测表明，生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。水稻、小麦、大麦、大豆、扁豆、茴香六种作物灰分中，硅磷钾钙等7种营养元素的氧化物占灰分80%以上，其中硅氧化物占16～61.4%。 2、是种保健性营养元素肥料：施硅肥能改良土壤矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。如红壤旱地属酸 PH值4.5～5.2左右，缺有机质和钙，容易板结。施硅肥可改良土性，加速熟化，有利于作物增产。蔬菜大棚连种两年以上，霉菌和病菌累积会影响作物产量与品质。施硅肥能有效防治霉菌的存活和繁殖及根茎霉烂等作物。 3、是改善品质的营养元素肥料：果树施硅肥可显著改善果实品质，体积增大。含糖量提高。味甜、气香且利人体健康。还耐贮藏及运输。甘蔗施硅、能提高产量，后期能促进茎糖分积累，提高出糖率。 4 、是兼合多钙镁元素复混型肥料：硅肥兼含有一定量的磷、锌、硼、铁、锰等微量元素，对农作物有复合营养作用。适合多种作物施作。 5、可帮助作物提高光合作用：硅肥可使作物表皮细胞硅质化，使作物的茎叶挺直，减少遮荫，叶片光合作用增强。如水稻施硅后，叶片角度缩小，冠层光合作用提高10%以上。 6、可增强作物抗病虫能力：作物吸收硅素后，体内形成硅化细胞，茎叶表层细胞壁加厚，角质层增加，从而提高防虫抗病能力，特别是抗稻瘟病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病、菌栏病及棉铃虫、锈病等。 7、可提高作物抗御倒伏由于作物的茎秆直，使抗倒伏能力提高80%左右。 8、可使作物体内通气性增强：作物体内硅素量增加，使作物导管刚性加强，促使通气性增强，对水稻、芦苇等水生和温生作物有重要意义，还可以促进根系生长，预防根系的腐烂和早衰。特别对防治水稻的烂根有重要作用。 9、可提高作物的抗逆性：作物吸收硅肥产生硅化细胞，有效地调节叶片气孔的开闭，控制水分蒸腾作用。提高作用的抗旱、抗干热风和抗低温御害能力。硅肥适用于早春作物。如早稻、早花生和冬春季蔬菜生产。 10、可减少磷在土壤中的固定：耕作土壤施硅后能活化土壤中的磷、并难溶性磷，促进在

硅肥在各种作物上的应用效果：

硅肥在各种作物上的应用效果： 1、水稻：水稻施用硅肥增产效果特别明显。水稻是喜硅作物，喷施硅丰环可使水稻表皮细胞加厚，作物茎叶粗壮挺直，根系发达，叶片上冲，光合作用增强，促进有效分蘖、结实率高、穗大粒多、抗旱、抗倒伏能力提高85%以上，促早熟，提高稻米质量，抗病虫害，可降低发病率75％。施用硅丰环后水稻抗病性明显增强，特别是稻瘟病、稻曲病、纹枯病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病和烂根病、稻飞虱、二化螟、钻心虫、蚜虫等病虫害发生率明显降低。 2、玉米：喷施硅丰环后茎秆粗壮，株高降低，抗倒伏能力提高80%以上，叶面积增加，抗逆能力增强，玉米穗大、籽粒饱满、秃尖减少，结实率提高，增产10%-23%以上，玉米粗缩病、茎基腐病、青枯病以及蚜虫、玉米螟（钻心虫）等病虫害发生率大幅减少和降低。 3、花生：施用硅肥后植株生长健壮，叶色深绿，根系发达，分枝多，果仁充实饱满、空壳少、成仁率高、商品性好，增产效果一般在15%-50%，并且花生的叶斑病、枯萎病、茎腐病、根腐病、白绢病、蚜虫、棉铃虫、红蜘蛛等病虫害明显减少。 4、大豆：喷施硅肥后长势好、叶片大、结实多、抗倒伏、成熟早、病虫害少，可使豆荚螟的危害明显减轻。一般可增产15%左右。 5、芝麻：喷施硅肥后植株坚挺、叶片上扬、生长旺盛、千粒重增加，抗倒伏与早衰，病虫害少、品质提高。 6、苹果、梨、桃等果树：喷施硅丰环后果树枝条粗壮，叶片增大且厚实、挺直、平展，光合作用增强，绿叶期延长，减少落果、缩果、畸形果、裂果，防止卷叶、花叶、黄叶、斑点、落花、落叶等生理病害，着色提前3-5天，成熟早，果实个大、色泽好、味甜、硬度高、耐储运，品质大大提高。 果树吸收硅素后，能在叶片和果实表面形成较多的硅化细胞和坚硬的表皮层，对梨木虱、桃小食心虫、红白蜘蛛、康氏粉蚧、蚜虫等害虫具有抵抗能力，高浓度的硅酸对黑星病、黑斑病、白粉病、锈病、轮纹病、炭疽病、流胶病、青霉病、绵霉病、褐腐病、黑腐病、灰霉病、早期落叶病、腐烂病、根腐病等多种真菌孢子的萌发和菌丝生长具有很强的抑制作用，因而可显著降低多种果树病虫害的发生率。 7、葡萄：喷施硅肥后树体生长健壮，叶片增大，果穗数增多，干鲜重比增加，着色好、成熟早，霜霉病、白粉病、褐斑病、灰霉病、黑痘病、白腐病、蚜虫、红蜘蛛等病虫害降低，质量和产量明显提高。 8、柑桔：喷施硅丰环后可增加开花数和坐果率，绿叶期延长，病虫害少，果实端正，个大着色好，质量高。 9、草莓：喷施硅丰环后可使草莓果实增大、外观鲜红圆润、有光泽，草莓大果率增加，质量好，采收期提前7天，经济价值提高，平均增产50-57%，并能大大提高草莓对各种病虫害的抵抗能力，（根据试验表明，草莓喷施硅肥后，蚜虫发生率下降75%，抗灰霉病率达到40%-53%，对白粉病、病毒病等其它病害也均有一定抗性）。硅肥对草莓的生长发育、质量和产量的提高均有较大的作用。 10、大白菜：喷施硅肥后，植株生长健壮、干烧心和软腐病发病率下降，同时蚜虫也大大减少。 11、冬瓜、丝瓜：喷施硅肥后生长健壮、座果率高、结瓜多，病虫害少、质量和产量均有提高。 12、辣椒、茄子、西红柿：喷施硅丰环后植株健壮，叶色深绿，坐果率高，果型端正，产量高，病虫害少。 13、黄瓜：喷施硅肥后，茎叶挺直，光合作用增强，长势好，瓜粗且直，上市早，成色好、口感好，病虫害少，白粉病、枯萎病、叶斑病基本没有，质量和产量都明显提高。 14、西瓜：喷施硅丰环后生长健壮、皮薄、肉质脆甜、含糖量高，病虫害少、产量高、质量好。 15、马铃薯：喷施硅丰环后，长势健壮、白粉病发病率低，个大、外表光滑没有黑斑，增产30%，

晶体硅的生产过程

一、单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。 单晶硅棒是生产单晶硅片的原材料，随着国内和国际市场对单晶硅片需求量的快速增加，单晶硅棒的市场需求也呈快速增长的趋势。 单晶硅圆片按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等。直径越大的圆片，所能刻制的集成电路越多，芯片的成本也就越低。但大尺寸晶片对材料和技术的要求也越高。单晶硅按晶体生长方法的不同，分为直拉法（CZ）、区熔法（FZ）和外延法。直拉法、区熔法生长单晶硅棒材，外延法生长单晶硅薄膜。直拉法生长的单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池。目前晶体直径可控制在Φ3~8英寸。区熔法单晶主要用于高压大功率可控整流器件领域，广泛用于大功率输变电、电力机车、整流、变频、机电一体化、节能灯、电视机等系列产品。目前晶体直径可控制在Φ3~6英寸。外延片主要用于集成电路领域。 由于成本和性能的原因，直拉法（CZ）单晶硅材料应用最广。在IC工业中所用的材料主要是CZ抛光片和外延片。存储器电路通常使用CZ抛光片，因成本较低。逻辑电路一般使用价格较高的外延片，因其在IC制造中有更好的适用性并具有消除Latch－up的能力。 单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性材料，属半导体材料类。单晶硅已渗透到国民经济和国防科技中各个领域，当今全球超过2000亿美元的电子通信半导体市场中95%以上的半导体器件及99%以上的集成电路用硅。 二、硅片直径越大，技术要求越高，越有市场前景，价值也就越高。 日本、美国和德国是主要的硅材料生产国。中国硅材料工业与日本同时起步，但总体而言，生产技术水平仍然相对较低，而且大部分为2.5、3、4、5英寸硅锭和小直径硅片。中国消耗的大部分集成电路及其硅片仍然依赖进口。但我国科技人员正迎头赶上，于1998年成功地制造出了12英寸单晶硅，标志着我国单晶硅生产进入了新的发展时期。 目前，全世界单晶硅的产能为1万吨/年，年消耗量约为6000吨～7000吨。未来几年中，

硅肥工艺

一、国内硅肥生产工艺 目前国内生产和施用的硅肥主要有两类：一类是人工合成的，如硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸一钙(CaO·SiO2)、硅酸钙镁(CaO·MgO·SiO2)、偏硅酸钠和主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠的高效硅肥等。其基本工艺为：以水玻璃为原料，运用高速离心喷雾干燥设备制造；先将原料水玻璃进行离心脱水，再送入高速离心机中脱水，然后喷雾热风(控制温度)干燥固化成粉状，即得高效硅肥制品。这种工艺生产出的硅肥有效硅含量大于50%，但价格昂贵，推广难度大。nLG华讯市场咨询网 另一类则是利用各种工业固体废弃物加工而成的硅肥。其原料来自如下几方面：一是炼铁过程中产生的高炉水淬渣，总硅含量在30%～35%；二是黄磷或磷酸生产过程中产生的废渣，总硅在18%～22%；三是电厂粉煤灰，总硅含量达20%～30%；四是废玻璃。其中国内大部分小型硅肥厂都是利用上述原料中的磷渣或粉煤灰为原料生产硅肥的，只有少数几家硅肥厂是利用炼铁高炉渣为原料生产硅肥，如江宁钢铁厂，张店钢铁厂等。其工艺基本都是采用自然风干炉渣——球磨——过筛——干燥工艺流程。近来鞍钢矿渣开发公司研制的高炉渣硅肥在东北得到大面积施用，产品供不应求。其工艺为：将水淬渣沥水，自然风干，然后进入破碎机进行破碎和筛选除杂，再进入球磨机球磨，过筛，最后包装即得到商品硅肥。近年来宝钢集团企业开发总公司与上海市有关科研部门合作，利用炼铁高炉渣开发硅肥这一科研项目也取得了一定进展。目前也有使用造纸黑液生产硅肥的方法，如专利号为90105832 中国专利《硅肥生产方法》，是利用钢铁三废的酸洗废液、水淬渣、镀锌废渣和造纸厂的废碱液为主要原料，生产超细氧化铁和高效中微量元素复合肥，其中造纸厂的废液为稳定剂。而专利号为88104650 的中国专利《高效硅素化肥的生产方法》，是利用在预处理熔融生铁过程中产生并且具有较高可溶性氧化硅含量的炉渣的硅肥。但上述方法存在生产工艺复杂，加工温度较高，有效硅含量低的缺点。专利号ZL 200310105447.7《一种硅肥的生产方法》，克服了以上技术的不足，并且有热处理温度低、活性硅含量高、操作方便、工艺简单的优点，实现了废物再利用，且变二废为宝。其消耗造纸黑液量比较大，1 t 粉煤灰或煤矸石，可以消耗造纸黑液1～40 t，得到1～3t 硅肥。另外，国内目前有利用淘汰的水泥立窑生产线生产硅肥的专利，所需原料与水泥生产原料相同，生产工艺也类似与水泥的生产工艺——两磨一烧。但此工艺与高炉渣硅肥工艺相比较，此工艺过程中需要烧结这一工序，能耗大，相应的增大了产品成本。nLG华讯市场咨询网 目前硅肥的制备工艺主要有两种。nLG华讯市场咨询网 1) 混料法。将硅肥或硅肥原料与氮、磷、钾肥混合,破碎,造粒,制成复混肥,同时还可加入微量元素、稀土元素等。如叶元林等[3]将w(HO)15%~ 35%的电解锰渣灰粗碎,添加有机质、无机盐和作物生长调节剂,造粒成型,得锰硅肥。nLG华讯市场咨询网 混料法生产工艺简单,能耗低,但普遍存在有效硅含量增加不明显的问题。nLG华讯市场咨询网 2)化学合成法。将硅肥原料、助熔剂、添加剂按一定比例混合.在高温下熔融，破坏晶格，转化成易被植物吸收的成分，充分反应后.冷却.磨细制成硅肥。利用此法制成的硅肥主要为硅钾肥、硅酸盐微肥以及硅钙肥。如将碳酸钾、粉煤灰、煤粉的混合物和作为黏合剂的苛性钾溶液捏练成型,造粒,在200 ~300℃下烘约10min,最后将几乎全干的颗粒状混合物送至流化

硅肥在果树上的作用

硅肥在果树上的作用 摘自蔡德龙博士主编《硅肥及施用技术》第十二章硅肥对果树的增产效果果树一般是多年生的，长期固定在一个相当小的范围内，果树周而复始地吸收土壤中的某些养分，造成这些养分的缺乏，如果不注意补充容易引起病虫害的发生和一些生理病害，造成减产和品质下降。特别是硅肥从未人为地补充过，这 （二氧就影响了果树的生长发育以及进一步高产。果园每年从土壤中带走的SiO 2 化硅）是比较多的，果树又长期生长在一个固定的位置，可以说果园的果树是比较容易造成缺硅的。 农业专家们指出，随着施肥水平的提高，大量化肥的施入必须要有硅肥的配合，“氮磷钾 + 硅”科学配方平衡施肥，才能让作物获得优质和高产。经多年试验表明，果树上施用硅肥效果好，经济效益高，果农容易接受硅肥这一新产品和新技术。硅肥对果树的作用如下： （一）促进叶片的光合能力，增强树势，提高产量 施用硅肥有利于提高果树的光合作用，可使叶片角度缩小25.4度，冠层光合作用提高10%以上。试验和实践证明，施用过硅肥的苹果树枝条粗壮，整个树势生长均匀健康，叶片增大且平展、挺直、肥厚，色泽深绿，说明叶片表层形成了较多的硅化细胞，叶绿素含量大大增加。同时果树的叶片数量适中，通风透光良好。 这主要是因为果树吸收了大量的二氧化硅后。在茎、叶表层组织中形成硅化细胞，使其表皮硅质化，从而使叶片增厚，变得较为坚韧、挺直、平展，有利于进行充分的光合作用。另外，硅肥能活化土壤中的磷，增强磷肥的利用率，使固定在土壤中的磷成为可以吸收的状态，从而间接的提供给苹果大量的磷素，以促进蛋白质合成，并改善果实品质，所以，施入硅肥也可以节省磷肥的用量。硅肥还能促进钙、镁、锌、铁、锰等微量元素的吸收和平衡供给，从而大大地促进了果树的生长发育。 （二）提高果树的抗病虫害能力，有利于无公害果品生产

硅在草坪中的应用

被人们遗漏的第四大元素——硅 在草坪中的应用 广州市美村生物技术该有限公司王钍汀赖伟良一、概述 硅，对于我们来说是一个既熟识又陌生的物质。高尔夫草坪基本建立在沙基上，其主要组成成分是二氧化硅，但绝大部分呈无效的结晶态，不能被植物 吸收利用，土壤中有效硅的含量小于100PPM就可以定义为极贫。为什么 说硅是一个陌生的物质呢？硅是在禾本植物生长中发挥重要作用的中量元素，其作用仅次于氮、磷、钾，居第四位，但目前在高尔夫草坪施肥管理中，常常遗漏了这个重要的肥料。 硅肥是一种以含硅酸钙为主的枸溶性新型肥料。属于一种中量元素肥料，由日本山梨大学小林均教授发明，由河南省科学院地理研究所蔡德龙研究员在日本东京大学攻读博士期间从日本比较系统地引入中国，并实现工业化生产和农业上广泛应用。按照中国现行肥料分类方法（大量元素、中量元素、微量元素肥料），该肥料与钙肥等属于中量元素肥料。硅肥的种类分缓效硅肥和水溶性高效硅 素化肥两大类。 二、球场草坪施肥存在问题及原因 很多高尔夫球场草坪施肥存在的问题包括果岭因pH值不适而引起氮、磷元素缺乏；肥料中的氮、磷、钾等元素比例不适，造成草质变劣、叶片加粗、病虫害严重、草密度不符合推杆要求、草种混杂等情况发生。 果岭一年四季均会发生病害，病害的发生率与气温高低、雨水多少有关，例如果岭在夏季高温高湿时容易发生褐斑病、蘑菇圈等病害。 肥料与水分在一定条件下成正相关，即水分越多，肥料效应越大，易造成水资源的浪费。 施肥比例不适，果岭草坪草生长状况不良，如较稀、根系新根少、草黄等。 三、硅在草坪中的作用机理 1、硅是构筑植物体重要营养元素 硅是植物重要的组成部分，绝大部分植物体内含有硅。近年来其营养

硅肥资料综述

[化肥农药] 硅肥资料综述.doc 土壤中的全硅含量约为31%，其中约99%属结晶态和无定形态，主要以石英和次生粘土矿存在，不能作为植物体所吸收的养分，只有土壤溶液中的微量单硅酸[正硅酸，Si(OH)4 ]能被植物吸收利用，这部分称为有效硅。枸溶性定义：相对于水溶性(速效性)而言，为缓效性物质，所含肥料成分不易被水溶失，均可被作物吸收。枸溶性肥料一般是难溶于水，但可溶于2%柠檬酸的化学肥料。一硅肥的性质和质量硅肥是微碱性枸溶性肥料，产品主要呈粉末状和颗粒，硅肥根据原料的不同，分别呈白色、灰褐色或黑色。硅肥具有无味，无毒，无腐蚀性，不吸潮，不结块，不变质，长效性好，流失少，溶解度小，一般不会发生浓度障碍等特点。硅肥呈矿物形态，其组成主要为无定性的玻璃体，没有明确的分子式，主要代表式为CaSiO3、Ca2SiO4、Mg2SiO4、Ca3Mg (SiO4)2 [1] 。我国至今为止还没有国家硅肥专业技术标准，只是各个硅肥厂根据生产原料的不同，制定了各厂的经地方政府批准的企业标准。。我国几种硅肥的主要成分见表1[2] 。硅肥种类生产单位 SiO2 CaO Al2O3 MgO Fe2O3 P2O5 K2O 有效SiO2 炼铁高炉废渣硅肥江宁钢厂电炉钢渣硅肥南昌钢厂增钙粉煤灰硅肥武昌电厂黄磷电炉渣硅肥南化公司碳化煤球造气炉渣硅肥南安化肥厂注：以L HCl提取SiO2 其他国家从各自资源的特点出发，制定本国的硅肥质量标准。日本规定商品硅肥的有效成分w(SiO2有效)>20% mol/L HCl 提取)，w (CaO + M gO ) >35%；粒度要求100%小于(10目筛)， 60%以上小于500 μm(30目筛)。朝鲜规定硅肥w(SiO2)>15%，粒度要求一级品85%以上小于150μm(100目筛)，二级品85%以上小于250μm(65目筛)。韩国规定w (SiO2有效)>10%。二硅肥中有效硅的检测目前我国国家标准或行业标准中涉及到有效硅的测定标准有2个，一个是化工部标准 HG2557-1994钙镁磷肥中有效硅的分析方法，一个是国家标准GB/T 1873-1995 磷矿石中二氧化硅含量的测定。然而硅肥中有效硅含量的测定方法至今没有国家标准。我国至今只有河南与云南两省制定了硅肥地方标准。但是一个选用氟硅酸钾容量法，另一个选用重量法[3]。查阅大量文献，现阶段有效硅的提取剂主要有两种：20g/L柠檬酸溶液和 mo l/L HCl 溶液，而L HCl效果更好。而测定有效硅方法则氟硅酸钾容量法、重量法均可。三硅肥制备工艺生产硅肥的重要原料是工业含硅废渣及含硅矿物，其中硅元素的活性、水溶性和枸溶性均较低，只有经过处理，使其中的有效硅达到一定标准后才能作为硅肥使用。目前硅肥的制备工艺主要有两种。 1)混料法。将硅肥或硅肥原料与氮、磷、钾肥混合，破碎，造粒，制成复混肥，同时还可加入微量元素、稀土元素等。如叶元林等将w (H2O)15%～35%的电解锰渣灰粗碎，添加有机质、无机盐和作物生长调节剂，造粒成型，得锰硅肥。混料法生产工艺简单，能耗低，但普遍存在有效硅含量增加不明显的问题。 2) 化学合成法。将硅肥原料、助熔剂（Na2CO3、CaCO3等）、添加剂（钾盐等）按一定比例混合, 在高温下熔融, 破坏晶格, 转化成易被植物吸收的成分, 充分反应后, 冷却, 磨细制成硅肥。利用