[發(fā)明專(zhuān)利]一種水溶性鉀鹽的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610584386.4
• 申請(qǐng)日: 2016-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106219578B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫進(jìn)賀;賈永忠;張全有;景燕;謝紹雷;劉尚
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C22B3/04
• 分類(lèi)號(hào): C22B3/04;C01D9/00;C01D3/08;C01D5/00;C01D7/00;C01B25/30
• 代理公司: 深圳市銘粵知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)鹽制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種水溶性鉀鹽的制備方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，鉀肥作為一種重要的戰(zhàn)略農(nóng)資，事關(guān)國(guó)家的糧食供給安全。目前，我國(guó)農(nóng)作物鉀肥市場(chǎng)年需求量約為460萬(wàn)噸(以K₂O計(jì))，加上工業(yè)用鉀和合理庫(kù)存，總的鉀鹽年需用量約為649萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)僅農(nóng)作物鉀肥市場(chǎng)需求量就可達(dá)到1000萬(wàn)噸。目前，我國(guó)鉀肥生產(chǎn)能力有限，年生產(chǎn)量?jī)H為320萬(wàn)噸左右(以K₂O計(jì))，無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，每年鉀肥需求量的30％左右需要進(jìn)口；同時(shí)，我國(guó)水溶性鉀鹽資源嚴(yán)重短缺，鉀資源總體儲(chǔ)量以K₂O計(jì)為1.36億噸，僅占全球儲(chǔ)量的1.64％；此處的水溶性鉀鹽是指在鉀鹽行業(yè)里，相對(duì)于不溶于水的富鉀硅酸巖而言的在水中具有良好的溶解性的鉀鹽，如氯化鉀、碳酸鉀、硝酸鉀、硫酸鉀、磷酸鉀等。

我國(guó)富鉀巖石(即以K₂O計(jì)時(shí)，含鉀量不低于8％的硅酸鹽類(lèi)礦物)資源十分豐富，其儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于水溶性鉀鹽資源，具有種類(lèi)多、分布范圍廣等特點(diǎn)，在火山巖、沉積巖、變質(zhì)巖中都有存在，含鉀巖石分布廣泛，具有發(fā)展鉀肥的有利條件。如南方的貴州地區(qū)含鉀巖石礦點(diǎn)就有近百個(gè)，有十余個(gè)礦點(diǎn)的儲(chǔ)量達(dá)到千萬(wàn)噸以上，僅銅仁礦帶的儲(chǔ)量就超過(guò)50億噸。隨著鉀肥產(chǎn)能的逐步擴(kuò)大，40年后，我國(guó)水溶性鉀礦將面臨資源枯竭的嚴(yán)重問(wèn)題。據(jù)相關(guān)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，僅貴州萬(wàn)山不可溶鉀巖資源，至少可以開(kāi)采500年。因此，利用富鉀巖石資源生產(chǎn)鉀肥勢(shì)在必行。

目前，利用富鉀巖石制備水溶性鉀鹽的一般方法有高溫焙燒法、水熱法、高壓蒸養(yǎng)法、氟化分解法、細(xì)菌分解法等，這些工藝或需要高溫煅燒，或需強(qiáng)酸、強(qiáng)堿分解，或需要高壓水熱，或需要培養(yǎng)特殊菌種，在應(yīng)用過(guò)程中均存在一定的局限性。由此存在能耗高、操作復(fù)雜等問(wèn)題；而且，由上述方法活化富鉀巖石，所得產(chǎn)品多為含有硅、鈣等多種元素的礦物鉀肥，未進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化，為制取水溶性鉀鹽，一般還需另行添加轉(zhuǎn)化藥劑，并經(jīng)酸化、中和、其他復(fù)分解等多步轉(zhuǎn)化，這就極大地增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種水溶性鉀鹽的制備方法，其以富鉀巖石為原料，通過(guò)兩次浸取即可獲得硝酸鉀水溶液，工藝簡(jiǎn)單、能耗低、且綠色環(huán)保。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種水溶性鉀鹽的制備方法，包括步驟：A、將無(wú)機(jī)基底鹽加熱至不超過(guò)300℃進(jìn)行熔融，獲得熔融物；其中，所述無(wú)機(jī)基底鹽包括金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子，所述酸根陰離子與所述水溶性鉀鹽的陰離子相同，或所述酸根陰離子為所述水溶性鉀鹽的陰離子所對(duì)應(yīng)的酸式酸根；B、將富鉀巖石粉碎并置于所述熔融物中，繼續(xù)加熱至不超過(guò)600℃，并保溫6h～48h，獲得第一混合物；其中，所述富鉀巖石是指將富鉀巖石中的含鉀化合物轉(zhuǎn)化為K₂O的形式后，所述K₂O的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不低于8％的硅酸鹽礦物；C、將所述第一混合物冷卻至100℃～120℃后向其中通入水，獲得第二混合物，使所述第二混合物在50℃～90℃下保溫6h～36h，固液分離，獲得第一濾渣和第一濾液；D、所述第一濾液經(jīng)濃縮、冷卻，析出所述水溶性鉀鹽。

進(jìn)一步地，所述步驟A還包括：將堿性助劑和/或熔融助劑與所述無(wú)機(jī)基底鹽混合；其中，所述無(wú)機(jī)基底鹽與所述堿性助劑的質(zhì)量之比不小于9:1，所述無(wú)機(jī)基底鹽與所述熔融助劑的質(zhì)量之比為8:1～9:1。

進(jìn)一步地，所述堿性助劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鎂、氫氧化鋇、氫氧化鍶、氧化鈣、氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、堿式碳酸鎂、硼砂、硼鎂石中的至少一種；所述熔融助劑選自硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸鎂、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鎂、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述金屬陽(yáng)離子選自鈉、鉀、鈣、鎂、鋰、鐵、鋅、銅、鎳、錳、鋁、鉛、錫、鎘、鍶、鋇中的任意一種，所述酸根陰離子選自硝酸根、硫酸根、氟離子、氯離子、溴離子、碳酸根、磷酸根、磷酸氫根中的任意一種。

進(jìn)一步地，在所述步驟B中，所述富鉀巖石粉碎至50目～400目。

進(jìn)一步地，所述富鉀巖石與所述熔融物的質(zhì)量之比為1:2～2:1。

進(jìn)一步地，所述水與所述第一混合物的質(zhì)量之比為1:2～2:1。