一种利用富钾岩石制取矿物钾肥的方法技术

本发明专利技术涉及无机矿物质肥料生产方法，为了提供一种工艺过程简练、产品有效Ｋ２Ｏ含量高的利用富钾岩石制取矿物钾肥的方法，本发明专利技术用ＫＯＨ和ＮａＯＨ配制成循环碱液，将富钾岩石原矿粉体与循环碱液混合搅拌均匀、调配制成原矿浆，将原矿浆置于水热反应器中，在１８０～３２０℃温度下恒温反应，时间为０．５～８ｈ；水热反应结束后得到的料浆，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤、干燥，制成产品——矿物钾肥。采用本发明专利技术所述的方法制得的矿物钾肥中有效Ｋ２Ｏ含量为１０～３０％，本发明专利技术原料来源广，工艺过程简练，技术参数容易调控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机矿物质肥料生产方法，具体为一种利用富钾岩石制取矿物钾肥的 方法。
技术介绍
我国是农业大国，每年钾肥的消耗量超过500万吨(折纯K20)。由于我国水溶性钾 盐资源贫乏，历年来钾肥进口依存度都在50%以上。国内已查明的水溶性钾盐资源大型矿 产地集中分布在青海、新疆、西藏、云南、山东、甘肃等省区，而市场对钾肥的需求分散在东 北、华北、华东、华中、华南、西南等农业主要耕种地区，现有的钾肥生产与消费之间存在极 大的不平衡。我国非水溶性钾矿资源丰富，以钾长石等为主要物相的富钾岩石遍布全国。据 业内专家估算，全国非水溶性资源量在200亿吨以上，折合K20超过20亿吨。因此，开发利 用非水溶性钾矿资源，对于构建我国钾肥资源稳定供应体系，具有重要的现实意义。国际上利用非水溶性钾矿资源制取钾肥(盐)的研究有近百年的历史，我国在该领 域的研究工作最早可追溯至二十世纪五十年代，国内外至今未研发出可应用于大规模工业 生产的成熟工艺技术。已报道的利用富钾岩石制取钾肥(盐)的工艺技术主要有酸法、烧结 法和水热法三大类。1、酸法山东科技大学薛彦辉(ZL 200410023558. 8)在9(Tl50°C温度下，采用硫酸介质中的氟 硅酸分解钾长石，制取硫酸钾-硫酸铵复合肥，副产白炭黑、聚合硫酸铝或氢氧化铝。武汉 工程大学刘晓木和徐旺生(ZL 200510019423.9、ZL 200610019102. 3)在5(T80°C温度下， 利用萤石和硫酸反应生成的氢氟酸分解钾长石，制取硫酸钾-硫酸铵复合肥，副产白炭黑、 氢氧化铝、石膏和氟化钠。合肥工业大学韩效钊等(ZL 200610156031. 1)利用湿法分解磷矿石 (Ca5(P04)3(F, OH))过程中生成的氢氟酸分解钾长石，研究了在165 230°C温度下用磷酸浸 取磷矿石和钾长石，得到的酸浸液经氨化中和制得氮磷钾复合肥。他们还报道了在稀磷酸 溶胀的高吸水树脂网络中，在20(T25(TC温度下用助剂CaCl2置换出钾长石中的K20，最终制 得K20含量约25%的水溶性钾肥(ZL 200710025493. 4)。2、烧结法裴敬(ZL 98112718.5)以硫酸钠为配料，在SOCTlOOCTC温度下烧结钾长石，用水浸取 烧结熟料，制得硫酸钾。以碱厂外排的工业废弃物作为烧结配料，既可以变废为宝，降低配料成本，又可与 碱厂的盐、钙车间进行联产，生产附加值较高的副产品氯化钙和再制盐(或低钠盐)等，工艺 的综合成本降低，经济效益相应得到提高。乔希海(ZL 99123761.7)以碱渣、钙母液和苦 卤为配料，在75(T90(TC温度下分解钾长石，烧结熟料用水浸出制氯化钾，剩余废渣作为工 程用土、建筑制品原材料、或进一步加工烧制水泥(ZL 200410071572. 5)。刘世永和林宗藩 (ZL 01100594.7)以碱渣和氨碱废液为配料，在60(T900°C温度下烧结，分解钾长石制取氯化钾，剩余废渣作为建材原料或工程土。马文波和戴胜利(ZL 03133596. 9)将钾长石、白云石和少量活化剂硼镁石按比例 配料混合后，在125(T128(TC温度下烧结35、0min，熟料骤冷后粉磨，制得有效K20含量为 8 10%的钾镁肥。河南省科学院地理研究所赵风兰(ZL 200410010241.0)以石灰石代替白 云石，制得有效K20含量为纩10%的非晶质硅钾肥。中国地质大学(北京)马鸿文等(ZL 03100563. 2)采用碳酸钠或碳酸钾为配料，在 70(T85(TC温度下烧结分解富钾岩石中的主要含钾物相——钾长石，制取电子级碳酸钾，剩 余硅铝质废渣用于制取新型墙体材料(ZL 03100562. 4)。华南理工大学石林以脱硫灰渣和石灰石为配料，硫酸钠、氟化钠或氯化钠为活化 剂，在100(Tl05(rC温度下烧结2 3h，熟料冷却后粉磨，制得有效K20含量为5 8%的钾钙硅 硫复合肥。3、水热法中国科学院地质与地球物理研究所韩成和刘建明分别以石灰(ZL 01100474. 6)、石 灰和石膏(ZL 01100475. 4)、轻烧氧化镁或白云灰和石膏(ZL 02156824. 3)为助剂，在 17(T190°C温度下反应7tTl2h，水热分解富钾岩石中的主要矿物。水热反应产物干燥后，制 得一种有效K20含量为4 6%的“多元素微孔矿物肥料”。归纳起来，现有的利用非水溶性钾矿资源的工艺技术均存在一定的缺陷酸法反 应温度最低，但对设备耐腐蚀要求苛刻；烧结法容易工程化实施，但反应温度高、能耗高； 水热法条件相对温和，但反应产物中有效成分含量低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方 法工艺过程简练、产品有效k20含量高。为解决以上问题，本专利技术所述的，包括以 下步骤a)将富钾岩石原矿粉碎制成粒度< 120 u m的富钾岩石原矿粉体；b)用K0H和NaOH配制成循环碱液，其中，K0H和NaOH的总浓度为10 25% (质量浓度)，K0H/Na0H (质量比)> 0. 5，或者仅由K0H配制10 25% (质量浓度)的循环碱 液；c)将富钾岩石原矿粉体与循环碱液混合搅拌均勻、调配制成原矿浆，循环碱 液与富钾岩石原矿粉体的配料比例(体积/质量)为2、L/lkg。d)将原矿浆置于水热反应器中，在18(T320°C温度下恒温反应，时间为 0. 5 8h ；e)水热反应结束后得到的料浆，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤、干燥，制成产品——矿物钾肥。该方法是采用碱介质条件下的水热反应分解钾长石，使富钾岩石中的非水溶性钾 转变为可被作物吸收的有效钾。在水热反应过程中不添加反应助剂，产品中有效k20的含 量提高，产品的附加值随之提升。滤液脱硅后可返回作为循环碱液使用。优选的原料和工艺条件是富钾岩石是以钾长石为主要物相的各种铝硅酸盐矿石，其化学成分中K20的含量> 8. 5% ；水热反应温度为20(T300°C，恒温反应时间为广6h ；或 者，步骤a)、b)和c)同时进行，将富钾岩石碎矿石与循环碱液混合后进行湿法球磨，进而调 配制成合格原矿浆。采用本专利技术所述的方法制得的矿物钾肥中有效K20含量为1(T30%。本专利技术的优点 是本专利技术以富钾岩石破碎、粉磨制得的原矿粉体为原料，利用碱介质条件下的水热反应分 解矿石中的主要含钾矿物一钾长石，制取有效K20含量为1(T30%的矿物钾肥。本专利技术原 料来源广，资源保障条件好；工艺过程简练，技术参数容易调控；水热反应条件较温和，工 艺能耗低；关键工段所用设备为已国产化的定型设备，固定投资省；产品有效K2o含量高， 便于实施推广，市场前景好。具体实施例方式实施例1(1)试验原料富钾岩石PF-1，化学成分分析结果显示，矿石中K20含量为13. 26% ；X射 线粉末衍射分析结果显示，矿石的主要物相为钾长石，副矿物为白云母等。(2)试验过程将富钾岩石(PF-1)原矿粗碎、中碎、细碎，然后粉磨制成粒度 ^ 120um的矿粉，备用。称取107. 8g氢氧化钠(纯度96%)和117. 7g氢氧化钾(纯度82%) 溶解于800mL蒸馏水中，配制成循环碱液，备用。称取400. 0g富钾岩石(PF-1)矿粉，加入 配制好的循环碱液中，搅拌混合均勻，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用富钾岩石制取矿物钾肥的方法，其特征在于包括以下步骤：　　ａ）．将富钾岩石原矿粉碎制成粒度≤１２０μｍ的富钾岩石原矿粉体；　　ｂ）．用ＫＯＨ和ＮａＯＨ配制成循环碱液，其中，ＫＯＨ和ＮａＯＨ的总浓度为１０～２５％（质量浓度），ＫＯＨ／ＮａＯＨ（质量比）＞０．５，或者仅由ＫＯＨ配制１０～２５％（质量浓度）的循环碱液；　　ｃ）．将富钾岩石原矿粉体与循环碱液混合搅拌均匀、调配制成合格原矿浆，循环碱液与富钾岩石原矿粉体的配料比例（体积／质量）为：２～８Ｌ／１ｋｇ；　　ｄ）．将合格原矿浆置于水热反应器中，在１８０～３２０℃温度下恒温反应，时间为０．５～８ｈ；　　ｅ）．水热反应结束后得到的料浆，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼经洗涤、干燥，制成产品－－矿物钾肥。

【技术特征摘要】
一种利用富钾岩石制取矿物钾肥的方法，其特征在于包括以下步骤a).将富钾岩石原矿粉碎制成粒度≤120μm的富钾岩石原矿粉体；b).用KOH和NaOH配制成循环碱液，其中，KOH和NaOH的总浓度为10～25%(质量浓度)，KOH/NaOH(质量比)＞0.5，或者仅由KOH配制10～25%(质量浓度)的循环碱液； c).将富钾岩石原矿粉体与循环碱液混合搅拌均匀、调配制成合格原矿浆，循环碱液与富钾岩石原矿粉体的配料比例(体积/质量)为2~8L/1kg；d).将合格原矿浆置于水热反应器中，在180~320℃温度下恒温反应，时间为0.5~8h；e).水热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王月明，
申请(专利权)人：王月明，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]