[發明專利]一種含鉀頁巖綜合利用的方法

有效

• 申請號: 201410571250.0
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104370307A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 陳文興;周昌平;蔣仁波;楊杰
• 申請（專利權）人: 貴州省化工研究院
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;C01B33/12;C01F7/02;C01C1/24;C01D5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及礦產資源的綜合利用技術領域，尤其是涉及一種含鉀頁巖綜合利用的方法。

背景技術

含鉀頁巖的主要成分是鉀長石，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，其主要化學成分為SiO₂、Al₂O₃、K₂O等。我國從二十世紀60年代初起就開始利用鉀長石制取鉀肥的研究，先后進行了數十種工藝研究，主要有燒結法、高溫熔融法、低溫分解法。燒結法是利用石灰石和煤炭作原料，經過粉碎，成球后在立窯鍛燒，使其中的氧化鉀轉化成水溶性。該種方法生產成本低，但生產過程中能耗大，且鉀長石中的鉀轉化率較低，僅為60-80％，產品鉀含量低，使其推廣受到阻礙。高溫熔融法在生產鈣鎂磷肥的基礎上，配比25-30％的鉀長石，高溫熔融(1200-300℃)制得鈣鎂磷鉀復合肥，其產品含有效磷(P₂O₅)10-14％，可溶性鉀(K₂O)4-5％，該方法生產成本低。低溫分解法鉀長石原料經過額式破碎機粉碎到6mm以下，雷蒙磨將礦物粉碎到100網目以下，由膠帶運輸機將礦物運到池中與CaO水浸泡20min，然后經泵打人加溫加壓爐中，爐中溫度控制在100～200℃，經過一定時間后，從爐中流出進入池中與Na₂SO₄混合浸泡，通過結晶、固液分離等工藝，得到K₂SO₄、NaOH工業原料。含氟酸分解法是利用氟化銨或者含氟酸分解不溶性含鉀巖石生產硫酸鉀，氟離子與硅結合為氟硅化合物，實現不溶性含鉀巖石的可溶性。

燒結法、高溫熔融法、低溫分解法等存在工藝復雜、回收率低、僅利用了鉀元素等不足之處。含氟酸分解法能利用含鉀頁巖中的各種元素，但生產過程中有氟的損失，排放的氟化物會給環境帶來污染。

在一些經濟欠發達地區，直接將含鉀頁巖破碎后加入農家肥中作為混合鉀肥使用，該方法雖然簡單、經濟，但是對含鉀頁巖的綜合利用率較低，資源浪費嚴重。目前，貴州地區對含鉀頁巖的利用主要是將其用來提鉀，其工藝流程為：將含鉀頁巖粉碎，再將其與助溶劑氯化鈣在800攝氏度的高溫下焙燒80分鐘左右，然后在常溫下用水將鉀浸出，最后再加入添加劑即可制得含鉀復合肥，該工藝所得的氧化鉀浸出率較高，達到92％以上。但是轉化工藝的流程復雜，生產成本較高，且沒能充分利用含鉀頁巖中的其他元素成分如硅元素等。

通過在網上進行檢索，涉及到含鉀頁巖利用的專利申請有6件。例如，申請號為201010280115.2的發明專利公開了“一種處理含鉀巖石的方法”，采用將含鉀巖石粗碎、細碎后再與氟硅酸進行反應制得氟硅酸鉀、氟硅酸鋁和硅膠，該方法較為充的利用了含鉀頁巖中的各種元素，但生產過程中排放的氟化物會給環境帶來污染；申請號為201310534185.X的發明公開了“一種利用含鉀頁巖制備化工原料的方法”，其是將鹽酸與含鉀頁巖混合反應，再經過一系列的分解和中和等反應，最后制取硫酸鋁和聚合硫酸鋁，該方法提高了含鉀頁巖的分解率，取得顯著的經濟效益。但其工藝復雜，且未能對含鉀頁巖中的硅元素進行利用；申請號為200510117266.5的發明專利公開了“一種生物多元磷鉀肥”，其是將含鉀頁巖粉碎后加入解磷和解鉀菌種后進行發酵，即得到生物多元磷鉀肥。該工藝簡單可行，但對含鉀頁巖的利用率偏低。

綜上所述，現有技術對含鉀頁巖的利用，存在工藝復雜、元素利用率低以及會帶來環境污染等技術問題。因此，研究開發新的含鉀頁巖的綜合利用技術，將含鉀頁巖中所含元素更加充分的進行利用，并避免在生產過程中給環境帶來污染，是我國經濟社會和農業發展的需要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種含鉀頁巖綜合利用的方法，以解決現有技術對含鉀頁巖的利用存在的工藝復雜、元素利用率低以及會帶來環境污染等技術問題。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題：

一種含鉀頁巖綜合利用的方法，包括以下步驟：

(1)預處理：將含鉀頁巖與碳酸鉀按一定的質量比混合，加熱至一定的溫度后恒溫一段時間，使含鉀頁巖與碳酸鉀充分反應得混合物；

(2)加酸處理：將步驟(1)處理后的混合物冷卻后，將混合物研磨至細度為100-200目，然后加水配制成料漿，再向料漿中加入濃硫酸反應一段時間后得混合液；

(3)過濾：將步驟(2)制得的混合液進行過濾，除去濾渣，得濾液；