[發明專利]一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的方法

有效

• 申請號: 200810069029.X
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN101428769A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 張西興;朱云勤;龐世花;馬武權;李樹軍
• 申請（專利權）人: 貴州西洋肥業有限公司;貴州大學
• 主分類號: C01B17/69
• 分類號: C01B17/69;C05G1/00
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司
• 代理人: 徐逸心

技術領域：

本發明涉及一種用不溶性含鉀巖石和磷石膏生產硅鈣鉀肥(或稱鉀鈣肥)聯產硫酸的方法，屬于環境保護治理和化工生產技術領域。

背景技術：

中國可直接用于生產鉀肥的水溶性鉀礦資源雖然不多，但不溶性鉀礦資源卻十分豐富。鉀長石就是其中較重要的一種。鉀長石既含鉀又含硅，化學式為K₂O·Al₂O₃·6SiO₂，含K₂O?16.9％，Al₂O₃?18.4％，SiO₂?64.7％。盡管鉀長石中氧化鉀的含量不算太高，但它在地殼中儲量大，分布廣。如能將這些鉀礦資源用于生產鉀肥，就克服了我國鉀肥生產資源短缺的問題，可大量生產鉀肥，對促進我國農業發展產生重大作用。對以鉀長石為代表的鉀礦資源為原料生產鉀肥的方法主要有以下兩類：(1)高溫焙燒類。將鉀長石、石灰石和煤(用作燃料)按一定比例磨制成粉料，加少量水混勻成球后進行高溫焙燒，利用氧化鈣破壞鉀長石礦物的結構，再研磨成粉，即為鉀鈣肥。目前，高溫焙燒生產鉀鈣肥的方法轉化效率最高，產品質量最好的是貴州大學的專利《一種鉀鈣肥的生產方法》申請號92111690.X，采用制塊燧道窯燒結。其制塊燒結的原理，與本發明有相同之處。(2)濕法浸取類。在一定溫度和壓力下用酸、堿或鹽等對礦石進行處理，使礦石中的鉀轉變為可溶性物質，然后使其浸取出來，制成純度較高的氯化鉀、硫酸鉀等鉀肥。濕法浸取制備鉀肥存在的問題是流程復雜、能耗較高、鉀礦中的硅組分沒有得到合理利用、提取后產生大量廢渣等缺點，難以工業化實施。

濕法磷酸生產的廢渣磷石膏主要成份為CaSO₄·2H₂O，目前主要處理方式為渣場堆放，大都堆積如山，成為公害。是磷酸鹽生產行業急需解決的一大難題。有些企業用于生產水泥副產硫酸，國內的山東魯北化工與四川銀山化工都實現了工業化，其生產工藝流程為：磷石膏經洗滌凈化，降低磷石膏中游離P₂O₅和F的含量，使P₂O₅的含量小于1％、F含量小于0.35％，然后進入脫水機和烘干機，脫除了部分水分及部分氟的磷石膏經冷卻后進入配料倉。無煙煤、硅石和各種輔助原料經過球磨機研磨達到粒度要求后進入配料倉，配好的水泥生料經過均化后進入回轉窯煅燒，磷石膏在回轉窯分解段1300℃左右以碳為還原劑分解成CaO和SO₂，CaO在回轉窯燒成段1450℃左右進一步與硅石發生礦化反應生成硅酸二鈣(C₂S)和硅酸三鈣(C₃S)完成燒成水泥的反應，出回轉窯的物料即為水泥熟料，經冷卻加入部分緩凝劑及活化劑等原料后，經粉磨得到水泥產品。含SO₂的窯氣即為生產硫酸的原料氣，原料氣經除塵、凈化，原料氣經凈化SO₂后濃度稀釋為體積百分濃度4％左右，為了保證轉化的熱平衡，通常采用一轉一吸制酸流程，總轉換率在96％左右，排空尾氣SO₂的濃度只有經過尾氣處理才能達標排放。目前國內工業化的磷石膏制硫酸聯產水泥的流程，具有以下缺點：原料氣SO₂的濃度低，兩轉兩吸轉化熱量不能平衡，只能用一轉一吸，尾氣不能直接排空，運轉費用較高。濃度低造成生產設備生產強度低，導致制酸裝置投資較大，效能低下。對原料磷石膏的雜質含量如氟、磷要求含量＜1％，磷石膏需經過預處理才能用于生產。同時窯操作要求復雜，導致水泥產品質量不穩定。

目前尚無任何用磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸的專利申請和相關技術，而用磷石膏生產鉀鈣肥聯產硫酸比用磷石膏生產水泥聯產硫酸有更多的優越性，包括工藝簡單，操作容易，產品質量穩定，大降低能耗，為解決磷石膏三廢污染開辟一個新途徑。

發明內容：

發明內容：本發明的目的，在于為磷石膏廢渣有效利用開辟一條新的途徑，有效利用磷石膏中的氧化鈣生產鉀鈣肥，大大降低鉀鈣肥生產成本，有效利用磷石膏中的S生產硫酸，將磷石膏變廢為寶。