[發(fā)明專利]氟硅酸低溫分解鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的工藝有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910015823.0 | 申請日： | 2009-05-23 |
| 公開（公告）號： | CN101559961A | 公開（公告）日： | 2009-10-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳鋒;王嚴(yán)民;楊威;王金燕 | 申請（專利權(quán)）人： | 陳鋒 |
| 主分類號： | C01D5/00 | 分類號： | C01D5/00;C01G49/14;C02F1/52 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 276212山東省臨沂市*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 硅酸 低溫 分解 長石 生產(chǎn) 硫酸鉀 聚合 硫酸鋁 工藝 | ||
技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明屬于硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氟硅酸低溫分解鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的工藝。
背景技術(shù)農(nóng)田使用的肥料主要是氮、磷、鉀無機復(fù)合肥，但是上個世紀(jì)七十年代，我國耕地普遍缺氮，八十年代普遍缺磷，九十年代則缺鉀，而進入2000年以后，土壤肥力出現(xiàn)了氮、磷元素過剩，鉀元素不足的情況。目前，尚未發(fā)現(xiàn)有同時生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的復(fù)合生產(chǎn)工藝，均為單一的生產(chǎn)工藝。而且存在工藝條件要求高、原料成本高的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決尚未有同時生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的復(fù)合生產(chǎn)工藝及單一工藝存在條件要求高、原料成本高的技術(shù)問題，提供一種氟硅酸低溫分解鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的工藝，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明氟硅酸低溫分解鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀和聚合硫酸鋁鐵的工藝，其工藝步驟如下：
1)、配料：鉀長石粉、濃度為30％的氟硅酸、濃度為98％的工業(yè)濃硫酸，按1∶4.5∶0.5的質(zhì)量比配料；
2)、鉀長石粉的制備：將鉀長石用腭破機破碎成粒徑＜2cm的石子，再用150目高壓懸輥磨粉機研磨和強磁除鐵，制得鉀長粉；
3)、投料反應(yīng)：按配料比依次將氟硅酸、鉀長石粉、濃硫酸投入到反應(yīng)釜中，攪拌，升溫，于95～105℃，恒溫反應(yīng)2～4小時，反應(yīng)產(chǎn)生的四氟化硅(SiF4)氣體經(jīng)吸收塔吸收，得到可循環(huán)利用的氟硅酸溶液和沉淀物白炭黑即SiO2，然后降溫到60℃以下，根據(jù)溶液氟硅酸根離子的是否存在，加入定量氟硅酸，以確保溶液中已分解的鉀長石中的鉀形成氟硅酸鉀沉淀，離心分離得到固體A和液體A；
4)、轉(zhuǎn)化：將步驟3)中的固體A脫水到含水量15％以下，按計算的K2SiF6含量，按摩爾比1∶1.1的比例與濃硫酸混合，混合物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在500℃反應(yīng)20～40分鐘得到的固體B，反應(yīng)原理如下：
K2SiF6＝＝2KF+SiF4↑
2KF+H2SO4＝＝K2SO4+HF↑
反應(yīng)中產(chǎn)生的SiF4和HF氣體經(jīng)吸收塔吸收得到氫氟酸溶液，達到一定濃度后作為原料進入反應(yīng)釜中，固體B主要成份為硫酸鉀和未反應(yīng)的鉀長石粉；
5)、溶解提純：將步驟4)中的固體B經(jīng)加熱水溶、離心得到固體C和溶液C，固體C主要為未反應(yīng)的鉀長石粉，作為原料循環(huán)利用進入到反應(yīng)釜中，在溶液C中加入石灰乳中和過量的硫酸調(diào)節(jié)PH值為7，離心分離，得到固體D和液體D，固體D為純度較高的硫酸鈣產(chǎn)品，液體D經(jīng)濃縮、結(jié)晶、干燥、得到含鉀50％的硫酸鉀；
6)、加鐵除氟：在步驟3)中的液體A中加入氧化鐵粉，攪拌、加溫至80～100℃，恒溫反應(yīng)1～2小時，使溶液中過量的硫酸與氧化鐵粉充分反應(yīng)，然后加入石灰乳調(diào)節(jié)PH值為1.5～2.0，充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，得固體E和液體E，固體E是CaSiF6、CaF2、CaSO4形成的沉淀，液體E是FeAl(SO4)6、少量mSiO2、nH2O，液體E經(jīng)濃縮，改性得到高效絮凝沉降劑聚硅酸硫酸鋁鐵產(chǎn)品；
7)、再生：在步驟6)中的固體E中加以適量濃硫酸，在400～600℃下，在回轉(zhuǎn)窯中進行充分反應(yīng)，得到CaSO4產(chǎn)品，生成的HF、SiF4氣體經(jīng)吸收塔吸收得到循環(huán)利用的氫氟酸和氟硅酸。反應(yīng)如下：
CaSiF6＝＝CaF2+SiF4↑
CaF2+H2SO4＝＝2HF↑+CaSO4
3SiF4+2H2O＝＝2H2SiF6+SiO2
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