一種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝的制作方法
【專利摘要】一種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，包括以下步驟：（1）將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-100~-400目；（2）將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與強(qiáng)堿溶液混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)；（3）加入水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5~24h，固液分離；（4）加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.2~1倍的沸石，攪拌0.5~4h使沸石吸附鉀離子析出；（5）將步驟（4）所得吸附了鉀離子的沸石，加入無(wú)機(jī)酸或鈉鹽溶液，攪拌1h~24h，然后固液分離；（6）將固相，清水洗滌2次，100~300℃烘干0.5~4h，循環(huán)利用；（7）將步驟（5）所得液相，蒸發(fā)結(jié)晶，制得合格鉀肥。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了較低溫度下鉀長(zhǎng)石分解，降低了能耗；工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，生產(chǎn)成本低。
【專利說(shuō)明】—種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，尤其是涉及一種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)鉀鹽礦資源貧乏，但鉀長(zhǎng)石資源豐富，分布廣泛，儲(chǔ)量大，且含鉀量較高，一般大于10% (以氧化鉀計(jì))，是進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)鉀鹽的較理想原料。鉀長(zhǎng)石礦是SfAfO架狀結(jié)構(gòu)、其分子式為K[AlSi308]，它的組成是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，極其穩(wěn)定，常溫常壓下幾乎不被酸、堿所分解，因此，鉀長(zhǎng)石的開(kāi)發(fā)利用受到限制。
[0003]目前已有大量的文獻(xiàn)資料對(duì)鉀長(zhǎng)石的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行介紹，比較經(jīng)典的分解鉀長(zhǎng)石方法為高溫煅燒、離子交換、氫氟酸分解法等，但由于這些方法均存在工藝能耗高，污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)成本高，工藝復(fù)雜等缺陷，都無(wú)法得到工業(yè)上的應(yīng)用。水熱堿法是目前公認(rèn)的比較有工業(yè)應(yīng)用前途的分解鉀長(zhǎng)石方法。水熱堿法得到的分解母液含有大量硅、鉀與堿性物質(zhì)，少量鋁、鐵等雜質(zhì)，本發(fā)明針對(duì)水熱堿法得到的分解母液，提出一種采用吸附法制備鉀肥的工藝路線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，生產(chǎn)成本低的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，包括以下步驟:
(1)將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-10`0~-400目；
(2)將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為20Wt9T60wt%的強(qiáng)堿(優(yōu)選氫氧化鈉)溶液按質(zhì)量比為，鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液=1.0:0.5~2.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100°C~300°C，壓力為2MPa~6MPa，反應(yīng)時(shí)間為lh~24h (優(yōu)選4~8h)；
(3)往步驟(2)反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉的質(zhì)量0.5~10倍(優(yōu)選廣3倍)的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5~24h，將可溶性鉀鹽溶解至液相，固液分離；
(4)往步驟(3)所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.2^1倍的沸石，攪拌0.5^4h使沸石吸附鉀離子析出；固液分離，分離出吸附有鉀離子的沸石；
(5)往步驟(4)所得吸附有鉀離子的沸石中加入相當(dāng)于沸石質(zhì)量0.8^1.2倍的質(zhì)量濃度為5wt9T49wt%的無(wú)機(jī)酸或鈉鹽溶液，攪拌ltT24h (優(yōu)選1.5tT4h)，將沸石吸附的鉀離子轉(zhuǎn)移到液相中，然后固液分離；
(6)將步驟(5)所得固相用清水洗滌，然后于10(T30(TC烘干0.5~4h，再返回步驟(4)循環(huán)利用；
(7)將步驟(5)所得液相，蒸發(fā)結(jié)晶，制得合格鉀肥。
[0006]進(jìn)一步，步驟(3)中，所述溶浸所用的水，也可用低鉀或低硅母液代替。[0007]進(jìn)一步，步驟(5)中，所述沸石為斜發(fā)沸石、絲光沸石、方沸石、菱沸石中的一種或幾種。
[0008]進(jìn)一步，步驟(5)中，所述無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或幾種。
[0009]進(jìn)一步，步驟(5 )中，所述鈉鹽溶液為氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種或幾種。
[0010]本發(fā)明以水熱堿法分解鉀長(zhǎng)石后的母液為原料，通過(guò)加入不同無(wú)機(jī)酸或鈉鹽溶液，可在步驟(5)中制備不同品種的鉀肥；在步驟(6)得到沸石，通過(guò)活化后可循環(huán)利用。
[0011]研究表明，沸石可以選擇性的吸附鉀離子，而排除大量硅與堿性物質(zhì)，少量鋁、鐵等雜質(zhì)的吸附。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1)實(shí)現(xiàn)了較低溫度下鉀長(zhǎng)石分解，降低了能耗；2)工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，生產(chǎn)成本低；3)沸石循環(huán)使用，降低了成本；4)本發(fā)明工藝鉀離子(以K2O計(jì))收率高達(dá)85%。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
本實(shí)施例包括以下步驟:
將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-100目；將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為20wt%的氫氧化鈉溶液按鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液質(zhì)量比為1:0.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100°C，壓力為2MPa，反應(yīng)時(shí)間為4h ;往反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉質(zhì)量0.5倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5h ;得到物料進(jìn)行固液分離，往所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.2倍的沸石，攪拌4h，使沸石充分吸附鉀離子析出；固液分離，將得到的吸附了鉀離子的沸石，加入相當(dāng)于沸石質(zhì)量0.8倍的質(zhì)量濃度為35wt%的鹽酸，攪拌lh，過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)結(jié)晶，干燥制得氯化鉀；沸石通過(guò)清水洗滌兩次，在10(TC下烘4h，循環(huán)使用。
[0015]本實(shí)施例K2O收率為76wt%。氯化鉀產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)GB 6549~2011合格品要求，K2O含量為57%，鈣鎂合量為3%。
[0016]實(shí)施例2
本實(shí)施例包括以下步驟:
將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-100目，將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為40wt%的氫氧化鈉溶液按鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液質(zhì)量比為1:1.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，壓力為4MPa，反應(yīng)時(shí)間為Ih ;反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉質(zhì)量3倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌5h ;得到物料進(jìn)行固液分離，往液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.6倍的沸石，攪拌2h，使沸石吸附鉀離子析出；固液分離，將得到的吸附后沸石與相當(dāng)于沸石質(zhì)量I倍的質(zhì)量濃度為49wt%的硫酸溶液混合，攪拌12h過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)結(jié)晶，干燥制得硫酸鉀；沸石通過(guò)清水洗滌兩次，在120°C下烘干3h，循環(huán)使用。
[0017]本實(shí)施例K2O收率為82wt%。硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)GB 20406~2006合格品要求，K2O含量為57%，鈣鎂合 量為3%。
[0018]實(shí)施例3
本實(shí)施例包括以下步驟:將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-200目，將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為60wt%的氫氧化鈉溶液按鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液質(zhì)量比為1:2.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為300°C，壓力為6MPa，反應(yīng)時(shí)間為24h ;往反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉的質(zhì)量10倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5h ;得到物料進(jìn)行固液分離，往所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.8倍的沸石，攪拌0.5h，使沸石充分吸附鉀離子析出；固液分離，將得到的吸附了鉀離子的沸石與相當(dāng)于沸石質(zhì)量的1.2倍的質(zhì)量濃度25wt%硫酸溶液混合，攪拌12h過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)結(jié)晶，干燥制得硫酸鉀；沸石通過(guò)清水洗滌兩次，在150°C下烘2h，循環(huán)使用。
[0019]本實(shí)施例K2O收率為85wt%。硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)GB 20406~2006合格品要求，K2O含量為50%，鈣鎂合量為3%。
[0020]實(shí)施例4
本實(shí)施例包括以下步驟:
將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-400目，將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為40wt%的氫氧化鉀溶液按鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液質(zhì)量比為1:1.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，壓力為4MPa，反應(yīng)時(shí)間為4h ;反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉質(zhì)量I倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5h，得到物料進(jìn)行固液分離；往所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量I倍的沸石，攪 拌2h，使沸石充分吸附鉀離子析出；固液分離，將得到的吸附了鉀離子的沸石與相當(dāng)于沸石質(zhì)量的1.2倍量質(zhì)量濃度為45wt%的硝酸溶液混合，攪拌24h，過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)結(jié)晶，干燥制得硝酸鉀；沸石通過(guò)清水洗滌兩次，在30(TC下烘干0.5h，循環(huán)使用。
[0021]本實(shí)施例K2O收率為81wt%。產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)GB 1918~2011合格品要求，硝酸鉀含量為99%。
[0022]實(shí)施例5
本實(shí)施例包括以下步驟:
將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-400目，將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為40wt%的氫氧化鉀溶液按鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液質(zhì)量比為1:1.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200°C，壓力為4MPa，反應(yīng)時(shí)間為4h ;反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉質(zhì)量I倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5h，得到物料進(jìn)行固液分離；往所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量I倍的沸石，攪拌2h，使沸石充分吸附鉀離子析出；固液分離，將得到的吸附了鉀離子的沸石與相當(dāng)于沸石質(zhì)量的1.2倍量質(zhì)量濃度為45wt%的硝酸鈉溶液混合，攪拌24h，過(guò)濾分離，濾液蒸發(fā)結(jié)晶，干燥制得硝酸鉀；沸石通過(guò)清水洗滌兩次，在30(TC下烘干
0.5h，循環(huán)使用。
[0023]本實(shí)施例K2O收率為80wt%。產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)GB 1918~2011合格品要求，硝酸鉀含量為99%。
【權(quán)利要求】
1.一種吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將鉀長(zhǎng)石礦磨細(xì)至-100~-400目； (2)將鉀長(zhǎng)石礦物磨細(xì)后，與質(zhì)量濃度為20Wt9T60wt%的強(qiáng)堿溶液按質(zhì)量比為，鉀長(zhǎng)石:強(qiáng)堿溶液=1.0:0.51.5的比例混合均勻，然后在高壓容器內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為100°C~300°C，壓力為2MPa~6MPa，反應(yīng)時(shí)間為lh~24h ； (3)往步驟(2)反應(yīng)得到的物料中加入相當(dāng)于原鉀長(zhǎng)石礦粉的質(zhì)量0.5^10倍的水進(jìn)行溶浸，攪拌0.5~24h，將可溶性鉀鹽溶解至液相，固液分離； (4)往步驟(3)所得液相中加入相當(dāng)于原料鉀長(zhǎng)石質(zhì)量0.2^1倍的沸石，攪拌0.5^4h使沸石吸附鉀離子析出；固液分離，分離出吸附有鉀離子的沸石； (5)往步驟(4)所得吸附有鉀離子的沸石中加入相當(dāng)于沸石質(zhì)量0.8^1.2倍的質(zhì)量濃度為5wt9T49wt%的無(wú)機(jī)酸或鈉鹽溶液，攪拌ltT24h，將沸石吸附的鉀離子轉(zhuǎn)移到液相中，然后固液分離； (6)將步驟(5)所得固相用清水洗滌，然后于10(T30(TC烘干0.5~4h，再返回步驟(4)循環(huán)利用； (7)將步驟(5)所得液相，蒸發(fā)結(jié)晶，制得合格鉀肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，步驟(2)中，所述強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，步驟(2)中，反應(yīng)時(shí)間為4~8h`。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，步驟(5)中，所述沸石為斜發(fā)沸石、絲光沸石、方沸石、菱沸石的一種或幾種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥工藝，其特征在于，步驟(3)溶浸所用的水，用低鉀或低硅母液代替。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，步驟(5)中，所述無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的吸附法由鉀長(zhǎng)石分解母液制備鉀肥的工藝，其特征在于，步驟(5)中，所述鈉鹽溶液為氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C05D1/04GK103864472SQ201410065929
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】謝超, 曾召剛, 高文遠(yuǎn), 湯建良, 鄭賢福, 向輝 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院