[發明專利]利用鉀長石生產鉀肥聯產特種水泥的方法

有效

• 申請號: 201310153579.0
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103193517A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 雷志剛;陳淑萍
• 申請（專利權）人: 雷志剛
• 主分類號: C05D1/04
• 分類號: C05D1/04;C01D5/00;C04B7/14
• 代理公司: 常德市長城專利事務所 43204
• 代理人: 蔡大盛

技術領域

本發明是一種利用鉀長石生產鉀肥并利用其尾渣生產特種水泥如抗輻射水泥、白色水泥的方法，屬化肥或建材領域。

背景技術

目前生產鉀肥主要是采用沉降的可溶性鉀鹽經過采鹵、除雜、濃縮、造粒而成，但由于其可溶性的鉀鹽分布極不均衡，至一戰后全球先后有美國、加拿大、英國、日本等國興起利用不溶性鉀礦制造鉀肥的研究熱潮，我國于上世紀五十年代也有一些研究機構從事這一方面的探索，并先后有一些工業性的成果，最典型的是利用燒制水泥的過程中副產鉀肥，但由于產出比低加上現代硅酸鹽水泥對堿的嚴格限制現在基本未見繼續生產的報道；

由于全球消耗鉀肥的量日益增多，加上可溶性鉀鹽資源儲量越來越少，近十多年來人們又把目光轉向不溶性鉀鹽，最典型的如鉀長石、絹云母、白榴石等。由此獲得了分解鉀長石的眾多方法和專利。按分解方式可分為揮發法、焙燒浸取法、濕法等；按分解試劑又可分為鹽溶法、酸法、堿法、氟化物法。其中以含鈣化合物焙燒浸取法為主流，但無論采用何種方法都面臨著單位能耗高，產出比低經濟效益欠佳。如典型的水泥聯產窯灰鉀肥法（主要產品是碳酸鉀），產出比僅在1%～3%(長石氧化鉀含量在8%～13%，溢出率在80%以上)。鉀長石、石灰石燒結后用硫酸浸取產出比可達8%左右，但由于渣的綜合利用價值不大導致成本較高而無法市場化。其他的如低溫分解法幾乎都是采用氟化物來破壞鉀長石網狀結構而逐步分離，副產α—Al₂O₃，白炭黑、硅鋁合金、聚合硫酸鋁、聚合硫酸亞鐵等，不僅能耗較高，產品鏈較長，而且還要大量使用氟化物和強酸強堿，安全生產和環境保護是非常嚴峻的課題，因此暫不適合新進企業實施。

發明內容

為克服現有技術中利用鉀長石生產鉀肥的產出比低、能耗高，當副產品分離時產業鏈長，投入大，難產業化，以及尾渣無法處理而污染環境的的弊端，本發明的目的在于提供一種利用鉀長石生產鉀肥聯產特種水泥的方法。

為解決其技術問題，本發明采用的技術方案是：利用鉀長石先提取鉀肥，再將分離出來的爐渣制成特種水泥，其生產方法包括如下步驟：

1.備料：按重量百分比備齊如下物料：

鉀長石35～45，石灰石40～50，重晶石10～20；

2.?破碎：先將鉀長石、石灰石和重晶石分別破碎至20mm以下，再將其混合待用；

3.均化：將步驟2中配制好的物料混合物料入磨粉磨，出磨物料細度過200目篩后入均化庫，得生料待用；

4.煅燒：將步驟3得的生料送入窯煅燒，煅燒溫度控制在1280℃～1350℃，煅燒時間為2～30分鐘；

5.水淬：將經步驟4煅燒過的紅熱物料進行水淬，料:水=1:1，其溫度100～120℃，保溫10分鐘，然后離心機分離；

6：制鉀肥：將步驟5中所分離出的液體濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；

7.制水泥：將步驟5分離出來的爐渣烘干脫水后加入3-5%的石膏和10%～20%的水泥熟料入磨粉磨，粉磨至180-200目即成特種水泥，這種特種水泥可用于非結構工程，完全可以替代抗輻射水泥、白色水泥等。

與現有技術相比，本發明有如下實質性特點和顯著的進步：

1.由于原料中有鉀長石，它為制造鉀肥提供氧化鉀和為制造特種水泥提供氧化鋁和二氧化硅；由于原料中石灰石的摻入，為使氧化鈣和鉀長石中的氧化鋁、二氧化硅化合，使鉀長石徹底分解；又由于原料中重晶石的摻入，提供硫酸根離子和鉀長石中的鉀離子化合生成硫酸鉀。同時鋇離子在無機膠凝材料中能產生良好的抗輻射作用和提高材料的白度；特別是重晶石鋇離子和硫酸根的協同作用可使得燒成溫度降低150?℃左右，同時還擴大了燒成范圍，節能降耗20%以上；

2.由于鉀長石的百分比含量為35～45，優選地42～43，當鉀長石的含量多于45%時，因沒有足夠的鈣離子和鋇離子與鉀長石中的二氧化硅化合物而無法使鉀長石完全分解，當鉀長石少于35%時，過多的鈣離子和鋇離子因需形成C₃S,C₂S,硅酸二鋇等需消耗更多的能量，同時，過低的鉀長石也影響了硫酸鉀的產出，結果導致能耗高而產出少的局面；

3.由于石灰石的百分比含量為40～50優選地為45～48，當石灰石含量多于50%時，CaCO₃的分解和形成硅酸鹽礦物都要消耗較多的熱量，同時未化合的f-CaO還會造成安定性不良，當石灰石的含量少于40%時，鉀長石中的SiO₂還有部分未參與反應導致鉀長石沒有完全分解；