[發明專利]一種硝酸鉀的制備方法

有效

• 申請號: 201610598895.2
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN106276985B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 孫進賀;賈永忠;張全有;景燕;謝紹雷;馬貴香
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C01D9/02
• 分類號: C01D9/02
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明屬于無機鹽制備技術領域，具體地講，涉及一種硝酸鉀的制備方法。

背景技術

我國是一個農業大國，鉀肥作為一種重要的戰略農資，事關國家的糧食供給安全。目前，我國農作物鉀肥市場年需求量約為460萬噸(以K₂O計)，加上工業用鉀和合理庫存，總的鉀鹽年需用量約為649萬噸。預計到2020年，我國僅農作物鉀肥市場需求量就可達到1000萬噸。目前，我國鉀肥生產能力有限，年生產量僅為320萬噸左右(以K₂O計)，無法滿足國內市場的需求，每年鉀肥需求量的30％左右需要進口；同時，我國可溶性鉀鹽資源嚴重短缺，鉀資源總體儲量以K₂O計為1.36億噸，僅占全球儲量的1.64％。

我國富鉀巖石(即以K₂O計時，含鉀量不低于8％的硅酸鹽類礦物)資源十分豐富，其儲量遠大于可溶性鉀鹽資源，具有種類多、分布范圍廣等特點，在火山巖、沉積巖、變質巖中都有存在，含鉀巖石分布廣泛，具有發展鉀肥的有利條件。如南方的貴州地區含鉀巖石礦點就有近百個，有十余個礦點的儲量達到千萬噸以上，僅銅仁礦帶的儲量就超過50億噸。隨著鉀肥產能的逐步擴大，40年后，我國可溶性鉀礦將面臨資源枯竭的嚴重問題。據相關專家預計，僅貴州萬山不可溶鉀巖資源，至少可以開采500年。因此，利用富鉀巖石資源生產鉀肥勢在必行。

硝酸鉀為一種無氯的氮、鉀二元復合肥，在農業領域具有廣泛的用途，世界上硝酸鉀的產量大部分均用于農業。硝酸鉀施用于煙草，具有肥效高，易吸收，促進幼苗早發，增加煙草產量等優點，對于提高煙草品質有著重要作用。除去農業方面的用途，硝酸鉀在食品、陶瓷、醫藥和軍事等行業領域也有廣泛的應用。

目前，利用富鉀巖石制備硝酸鉀的工藝均需經過多步轉化，首先分解富鉀巖石，得到氫氧化鉀、或六氟硅酸鉀、或碳酸鉀等富鉀溶液，再經硝酸中和、或者堿分解、或硝酸鈣復分解等工序，才可得到硝酸鉀溶液。現有技術中的方法不但工藝繁瑣，而且其中用到酸堿中和或其他復分解反應，存在原料成本高的問題，同時產生了更多的工業廢渣，極大地增加了工藝成本。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種硝酸鉀的制備方法，其以富鉀巖石為原料，通過兩次浸取即可獲得硝酸鉀水溶液，工藝簡單、能耗低、且綠色環保。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種硝酸鉀的制備方法，包括步驟：A、將硝酸鹽與堿性共熔助劑混合均勻并加熱至不超過300℃，進行熔融，獲得第一混合物；其中，所述硝酸鹽與所述堿性共熔助劑的質量之比不小于3:1；B、將富鉀巖石粉碎并置于所述第一混合物中，繼續加熱至不超過600℃，并保溫6h～24h，獲得第二混合物；其中，所述富鉀巖石是指將富鉀巖石中的含鉀化合物轉化為K₂O的形式后，所述K₂O的質量百分數不低于8％的硅酸鹽礦物；C、將所述第二混合物冷卻至100℃～120℃后向其中通入水，獲得第三混合物，使所述第三混合物在50℃～90℃下保溫6h～36h，固液分離，獲得第一濾渣和第一濾液；D、所述第一濾液經濃縮、冷卻，析出硝酸鉀。

進一步地，所述堿性共熔助劑選自氫氧化鈉、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、堿式碳酸鎂中的至少一種。

進一步地，所述硝酸鹽選自硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鋰、硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸鍶、硝酸鋇、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸錳、硝酸鈮、硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸鋅、硝酸鎘、硝酸鋁、硝酸鉛、硝酸鉍、硝酸錫、硝酸鎵、硝酸鉬中的至少一種。

進一步地，在所述步驟B中，所述富鉀巖石粉碎至50目～400目。

進一步地，所述富鉀巖石與所述第一混合物的質量之比為1:2～2:1。

進一步地，所述水與所述第二混合物的質量之比為1:2～2:1。

進一步地，在所述步驟D中，所述第一濾液經濃縮、冷卻至-20℃～40℃，析出所述硝酸鉀。

進一步地，所述硝酸鉀析出后，分離所述第一濾液，獲得第二濾液，所述第二濾液經蒸發分離，獲得第三濾渣，所述第三濾渣并入所述步驟A中。

進一步地，所述步驟C還包括：對所述第一濾渣進行洗滌并獲得洗滌液，所述洗滌液并入所述第一濾液中。

進一步地，所述富鉀巖石為鉀長石、白榴石、海綠石、伊利石、含鉀砂頁巖中的至少一種。