一种含钾页岩与低品位磷矿综合利用的方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种利用含钾页岩与中低品位及边界品位磷矿生产磷酸二氢钾的方法。首先将磷矿、含钾页岩、煤在干燥器中分别进行干燥，送入球磨机，磨至粒径≤100μm占90%以上，并将磷矿、含钾页岩、煤以1~5:1~8:1质量比配料并混合均匀成混合料，利用制团机制成直径为2cm球；然后将原料球送入到反应温度为1000~1200℃的反应器，反应后得到的渣利用螺旋排渣机把渣排出来可以生产水泥熟料当建筑材料使用；反应后得到的气体送入冷凝系统，从冷凝系统出来气体送入到反应器中，同时加入氧气，经过合成反应后得到磷酸二氢钾。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含钾页岩和低品位磷矿综合利用的方法，具体涉及一种以含钾页岩和低品位磷矿为原料，采用物理和化学相结合的方法，制备得到磷钾复肥方法。
技术介绍
氮磷钾是粮食生产的三大要素，当前氮肥生产已经过剩，也有余力可以出口，只有钾肥，我们国家每年还需要进口1000万吨以上，才能勉强够经济作物施用，并且有相当多的土地施不上钾肥。而钾能促进植株茎杆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维生素C的含量。钾素供应不足时，碳水化合物代谢受到干扰，光合作用受抑制，而呼吸作用加强。因此，缺钾时植株抗逆能力减弱，易受病害侵袭，果实品质下降，着色不良。我国土壤中缺乏钾元素，土壤中的钾元素不能满足植物生长对钾元素的需求，需要补钾的耕地占70%以上。由于含钾使农产品质量差，人畜的缺钾病每年都在增加。钾肥工业发展不起来，主要原因是我国缺乏水溶性钾资源，但是我国又是一个多水不溶性钾矿资源丰富的国家，而这些含钾矿石因为含钾量比较低（8%~10%），无法提取钾产品，而被称为呆矿。据2012年磷矿资源量数据：我国含P2O510~20%的低品位磷矿占46.5%，含P2O52~10%的边界品位磷矿占16.6%，这些中低品位及边界品位磷矿占磷资源总量的90%，在资源日益匮乏的前提下，加强中低品位及边界品位磷矿的综合开发利用就显得尤为重要。在公开号CN103172410A中公开了一种从含钾页岩中提取钾的方法，取含钾页岩，废碎后与无水氯化钙混匀，在600-1000℃下焙烧，冷却至室温，用浸取剂浸提，过滤，滤液即为钾浸出液，以无水氯化钙为助溶剂，加快了熔融阳离子之间的反应，整个提取方法简单，反应周期短，可有效的从含钾页岩中提取非溶性钾，钾的提取率可达90%，所得钾浸提液可直接用来制备氮磷钾得混肥并达到复混肥料（GB15063-2009）低浓度指标，且其中钾的含量均在4%以上，解决我国钾肥短缺的问题。在公开号CN104445325A中公开了一种从含钾、铝矿石中提取氢氧化铝的方法，其工艺步骤包括：含钾、铝矿石在含硫酸反应体系中反应，通过溶液浸取，液固分离，获得含有硫酸铝、硫酸钾的浸取液，经降低温度，析出钾明矾的结晶，与石灰、水调浆反应，获得含有氢氧化铝的石膏渣，与氢氧化钠溶液进行浸出反应，浆料经降温、稀释，获得铝酸钠溶液，添加晶种，冷却结晶获得氢氧化铝结晶。本专利技术实现了从含钾、铝矿石中综合提取其中的铝、钾，并副产半水石膏，实现矿物的综合利用，铝的收率高，综合效益好。在公开号CN104355813A中公开了一种利用含钾页岩生产有机－无机复混肥料的方法，属于矿产资源的综合利用
其是将含钾页岩与碳酸钠按照一定的重量比在高温条件下混合反应，然后将其冷却后粉碎，最后将其与尿素、硫酸钾、磷酸一铵、氮化钾、有机肥料、普钙以及黄泥按照一定的重量比混合后造粒，即得到硫酸钾型的有机－无机复混肥料。还可以将其与尿素、磷酸一铵、氯化钾、有机肥料以及脲甲醛按照一定的重量比混合后造粒得到含氯型的有机－无机复混肥料。本专利技术的生产工艺简单，而且能够充分的利用含钾页岩中的钾以及硅等营养元素，大大的提高了含钾页岩的综合利用率。同时，生产的肥料肥效高，肥效期长。当前生产磷酸二氢钾的方法，大都是用钾碱或钾盐与磷酸进行化学反应取得，本专利技术把水不溶性含钾页岩与低品位磷矿石综合利用生产磷钾复肥。得到了符合土地施肥用标准的磷酸二氢钾，同时给不能够充分利用的呆矿提供了一条利用途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产磷钾复肥磷酸二氢钾的方法，利用含钾页岩与中低品位及边界品位磷矿生产磷酸二氢钾，有效利用呆矿和低品位矿，降低生产成本。本专利技术的技术方案是：1、首先将磷矿、含钾页岩、煤分别在温度为90~100℃的干燥器中进行干燥，时间约为2~4小时；其中所述原料磷矿的主要化学成分质量百分比为：五氧化二磷9.0~19.02%，二氧化硅3.39~43.02%，氧化钙24.64~46.33%，氧化镁1.33~10.28%，三氧化二铁0.79~4.26%，三氧化二铝0.29~3.21%，二氧化碳3.64~23.03%，氟1.36~2.63%，总量为100%；含钾页岩的主要化学成分质量百分比为：二氧化硅50.02~58.23%，三氧化二铝17.31~25.62%，氧化钾8.63~15.01%，氧化镁1.13~4.28%，三氧化二铁0.49~3.26%，氧化钠0.12~0.61%，氧化钙0.52~1.53%，总量为100%；煤的主要化学成分质量百分比为：二氧化硅40.25~50.68%，三氧化二铁15.03~28.94%，三氧化二铝12.05~25.86%，氧化钙2.41~4.56%，氧化镁0.34~2.35%，二氧化钛0.83~5.01%，三氧化硫1.62~2.73%，总量为100%；2、分别将干燥过的磷矿、含钾页岩、煤分别送入球磨机，然后磨至粒径≤100μm占90%以上，得到磷矿、含钾页岩和煤的粉料；3、将磷矿、含钾页岩、煤以1~5:1~8:1质量比配料并混合均匀成混合料，利用制团机制成直径为2cm球；4、将步骤3中得到原料球送入到反应温度为1000~1200℃的反应器，反应后得到的渣利用螺旋排渣机把渣排出来可以生产水泥熟料当建筑材料使用；反应后得到的气体送入冷凝系统；5、从冷凝系统出来气体送入到反应器中，同时加入氧气，经过合成反应后得到磷酸二氢钾。经过检测，符合HG31922-2的化工行业标准。本专利技术的主要优点是：1、磷矿、含钾页岩、煤中的杂质都可以固化在渣中，反应后的渣可以直接用来作高强度的水泥原料；2、为现在不能充分利用的呆矿，低品位矿找到一条能够充分利用的途径；3、工艺反应条件及过程温和，工艺流程短，减少了对环境的污染，增加了化工行业的收益，并且缓解了当前钾肥短缺的现状，具有实际的意义。附图说明：图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式：实施例1：首先将磷矿、含钾页岩、煤分别在温度为95℃的干燥器中进行干燥，时间为3小时，其中所述原料磷矿的主要化学成分质量百分比为：五氧化二磷16.2%，二氧化硅19.67%，氧化钙32.61%，氧化镁7.76%，三氧化二铁3.21%，三氧化二铝0.58%，二氧化碳18.33%，氟1.64%，总量为100%；含钾页岩的主要化学成分质量百分比为：二氧化硅56.05%，三氧化二铝23.93%，氧化钾12.66%，氧化镁3.24%，三氧化二铁2.54%，氧化钠0.35%，氧化钙1.23%，总量为100%；煤的主要化学成分质量百分比为：二氧化硅46.21%，三氧化二铁25.58%，三氧化二铝20.23%，氧化钙3.64%，氧化镁1.67%，二氧化钛0.96%，三氧化硫1.71%，总量为100%。分别将干燥过的磷矿、含钾页岩、煤分别送入球磨机，然后磨至粒径≤100μm占95%，得到磷矿、含钾页岩和煤的粉料；将磷矿、含钾页岩、煤以3:5:1质量比配料并混合均匀成混合料，利用制团机制成直径为2cm球，然后将原料球送入到反应温度为1100℃的反应器，反应后得到的渣利用螺旋排渣机把渣排出来可以生产水泥熟料当建筑材料使用；反应后得到的气体送入冷凝系统，从冷凝系统出来气体送入到反应器中，同时加入氧气，经过合成反应后得到磷酸二氢钾。经过检测，符合HG31922本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钾页岩和低品味磷矿综合利用的方法，其特征在于，其按以下步骤完成，首先将磷矿、含钾页岩、煤分别在干燥器中进行干燥，并混合均匀成混合料，利用制团机制成直径为2cm球，然后将原料球送入到反应温度为1000~1200℃的反应器，反应后得到的渣利用螺旋排渣机把渣排出来可以生产水泥熟料当建筑材料使用；反应后得到的气体送入冷凝系统，从冷凝系统出来气体送入到反应器中，同时加入氧气，经过合成反应后得到磷酸二氢钾。

【技术特征摘要】
1.一种含钾页岩和低品味磷矿综合利用的方法，其特征在于，其按以下步骤完成，首先将磷矿、含钾页岩、煤分别在干燥器中进行干燥，并混合均匀成混合料，利用制团机制成直径为2cm球，然后将原料球送入到反应温度为1000~1200℃的反应器，反应后得到的渣利用螺旋排渣机把渣排出来可以生产水泥熟料当建筑材料使用；反应后得到的气体送入冷凝系统，从冷凝系统出来气体送入到反应器中，同时加入氧气，经过合成反应后得到磷酸二氢钾。2.根据权利要求1所述的含钾页岩和低品味磷矿综合利用的方法，其特征在于原料磷矿的主要化学成分质量百分比为：五氧化二磷9.0~19.02%，二氧化硅3.39~43.02%，氧化钙24.64~46.33%，氧化镁1.33~10.28%，三氧化二铁0.79~4.26%，三氧化二铝0.29~3.21%，二氧化碳3.64~23.03%，氟1.36~2.63%，总量为100%；含钾页岩的主要化学成分质量百分比为：二氧化硅50.02~58.23%，三氧化二铝17.31~25.62%，氧化钾8...

【专利技术属性】
技术研发人员：马林转，王红斌，谭伟，李桂镇，
申请(专利权)人：云南民族大学，
类型：发明
国别省市：云南;53