[發明專利]焙燒水不溶性鉀礦提取氯化鉀生產鉀肥的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310268578.0
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103288102A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 彭學平;俞為民;翟懷君;李小燕;朱金波;陳昌華;白波;劉繼開;武曉萍;馬嬌媚;郭濤
• 申請（專利權）人: 天津水泥工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C01D3/04
• 分類號: C01D3/04;C05D1/02
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及一種利用水不溶性鉀礦生產鉀肥的方法及裝置，特別涉及一種焙燒水不溶性鉀礦提取氯化鉀生產鉀肥的方法及裝置。

背景技術

我國鉀肥對外依存度達到60%以上，已經危及到我國糧食安全。我國可溶性鉀礦資源極為短缺，保有儲量4.57億噸，僅占世界儲量的2.6%；然而水不溶性鉀礦資源卻非常豐富，總儲量在100億噸以上。加快研究含鉀巖石中鉀的提取技術，開發利用水不溶性鉀礦制造鉀肥，對于提高我國鉀肥自給率有重大意義。

我國水不溶性含鉀巖礦包括硅酸鹽礦物和硫酸鹽礦物兩類，常見水不溶性含鉀礦物多為鉀鋁硅酸鹽礦物，主要有鉀長石、海綠石、白榴石、霞石、金云母、白云母和黑云母等。鉀長石礦是含鉀量較高、分布最廣、儲量最大的非水溶性鉀資源。

國內外利用鉀長石提鉀大致有以下幾種方法：高爐冶煉法、熱分解水浸法、熱法制枸溶性鉀肥、低溫分解法、壓熱法和微生物分解法等。高爐冶煉法曾于上世紀八十年代中期在山西省聞喜縣投入生產，開創了我國綜合利用鉀長石資源并實現產業化生產的首例，但存在能量消耗大、白色水泥質量難以過關等問題，后期被迫轉產。熱法制枸溶性鉀肥這一方法所需爐溫過高，能耗大，且僅能制得鉀含量低的枸溶性復合肥，難過經濟關。低溫分解法可在低溫下分解鉀長石，雖然降低了能耗，但鉀分解率低，并且該法會造成環境污染和設備嚴重腐蝕，技術難以推廣。壓熱法壓力太高，設備投資大，至今尚無工業生產。微生物分解法具有工藝流程短、能耗低、污染小等特點，但其突出缺點是菌種的生存能力較弱、菌種培養的周期太長、分解速率過慢、鉀溶出率過低，使得該方法應用于規模化工業生產還不夠成熟。

熱分解法一般需添加分解助劑進行，有效助劑有多種，如NaOH，K₂CO₃，CaSO₄，CaCO₃，CaCl₂和NaCl等。NaOH和K₂CO₃的分解效果較好，但價格昂貴且腐蝕性強；而CaSO₄和CaCO₃的分解效果相對較差；CaCl₂和NaCl的價格較低，工業原料可從純堿行業的廢渣和廢液中獲取，對設備的腐蝕性小，獲得的分解率相對較高。國內合肥工業大學的韓效釗等研究了不同助劑（NaCl、CaCl₂等）對鉀長石提取率的影響；吉首大學的彭清靜等也研究了NaCl和CaCl₂作助劑時鉀長石的提鉀過程；華東理工大學的胡天喜等研究了CaCl₂和NaCl作混合助劑分解鉀長石的實驗研究。但所有這些研究都僅僅停留在實驗室階段，離工業化生產還有一定距離。采用低成本助劑，并開發出一種流程簡單、能耗較低、環境友好的從水不溶性鉀礦提取可溶性鉀的方法，在工業上實現鉀長石提鉀并獲得較高的鉀提取率，對于綜合利用我國水不溶性鉀礦有著重要意義。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種在工業上實現從水不溶性鉀礦中提鉀并獲得較高鉀提取率的焙燒水不溶性鉀礦提取氯化鉀生產鉀肥的方法及裝置。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的一個技術方案是：一種焙燒水不溶性鉀礦提取氯化鉀生產鉀肥的方法，包括以下步驟：

一）以氯化物和鈣質原料作為水不溶性鉀礦的助劑，分別破碎后進行配料，以得到生料；配料時，水不溶性鉀礦中的鉀折合成K⁺表示，氯化物助劑折合成Cl^-表示，鈣質原料助劑折合成Ca²⁺表示，以物質的量計，K⁺：Cl^-：Ca²⁺=1：（2～6）：（0.2～2.5）；

二）將得到的生料粉磨至80μm方孔篩篩余為10%～40%；

三）將得到的生料粉送入回轉窯焙燒，燒成帶溫度為750～1000°C，物料在窯內的停留時間為40～80分鐘；

四）冷卻焙燒產物；

五）將冷卻后的焙燒產物用水溶浸，溶液經過蒸發、結晶分離得到純度大于95%的氯化鉀產品，用于生產鉀肥。

所述步驟三），將得到的生料粉先預熱再送入回轉窯焙燒。

所述氯化物助劑為NaCl、CaCl₂和MgCl₂中的任意一種或者至少兩種的混合物，或者是有效成分為NaCl、CaCl₂和MgCl₂中的一種或者至少兩種的一種或至少兩種的礦物。