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用伊利石制取鉀氮肥的方法

文檔序號(hào):154942閱讀:427來源:國知局
專利名稱:用伊利石制取鉀氮肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用礦巖制取鉀肥的方法,特別是用硫酸浸取伊利石制取鉀氮肥,同時(shí)產(chǎn)出活性二氧化硅、硫酸鋁和氫氧化鋁附產(chǎn)品的方法。本發(fā)明是對(duì)伊利石的進(jìn)一步增值開發(fā)。
鉀肥是農(nóng)業(yè)中大量使用的三大化學(xué)肥料之一,植物生長必不可少。鉀肥品種比較簡單,約95%是氯化鉀,硫酸鹽型鉀肥約占5%,還有極少量的硝酸、碳酸及磷酸鹽類鉀肥。目前鉀肥工業(yè)的原料主要是可溶性鉀鹽礦,其中鉀石鹽及其混合鹽在鉀肥生產(chǎn)中占有特別重要的位置,1985年世界總生產(chǎn)能力96%的鉀肥工廠用它作原料,另外還有其它原料如地表或地下鹵水等。我國的鉀肥生產(chǎn)較為落后,所采用的原料有鹵水、明礬石或其它富含鉀的巖石等,生產(chǎn)工藝多為能耗高、投資大、化學(xué)污染嚴(yán)重、綜合利用效果差的高溫爐窯焙燒法。由于原料資源貧乏,加上生產(chǎn)工藝落后,我國目前鉀肥產(chǎn)量僅為需求量的2%,98%需要從國外進(jìn)口,這對(duì)一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主人口重多的中國來說無疑是一個(gè)嚴(yán)重的問題,特別是當(dāng)前人們更加注重發(fā)展經(jīng)濟(jì)型農(nóng)作物,對(duì)硫酸鹽型鉀肥需求量日益增長,供求矛盾日趨緊張。為了緩解這種緊張狀況,人們一直在努力尋找可開發(fā)利用生產(chǎn)鉀肥的新資源。我們經(jīng)過上百次的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在我國許多地區(qū)極易開采的伊利石不僅可以用來制取鉀肥,而且還有極高的綜合利用價(jià)值。而在此之前,伊利石只是用來做造紙?zhí)盍?,或塑料、橡膠填料及陶瓷原料等,沒能得到很好的開發(fā)利用。經(jīng)過對(duì)國內(nèi)外有關(guān)用礦巖制取鉀肥的專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索,沒有發(fā)現(xiàn)以伊利石為原料的鉀肥工業(yè)生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的旨在針對(duì)當(dāng)前鉀肥工業(yè)生產(chǎn)特別是我國資源貧乏、原料品種少、生產(chǎn)工藝落后的現(xiàn)況,提出一種以新的礦物資源和新的工藝制取硫酸鉀氮肥的方法,以擴(kuò)大鉀肥工業(yè)的原料品種,提高硫酸鹽型鉀肥的生產(chǎn)量,克服現(xiàn)有工藝中投資大、能耗高、污染嚴(yán)重、綜合利用效果差等缺陷,以滿足當(dāng)前我國對(duì)鉀肥的大量需求;同時(shí)也是提出一種進(jìn)一步開發(fā)伊利石使其增值的新途徑。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出的技術(shù)解決方案是以伊利石(K,H2O)Al2[AlSi3O10](H2O,OH)2為原料,將其粉碎后投入反應(yīng)釜中加硫酸,在加溫、加壓、攪拌條件下反應(yīng)至PH值為1~2時(shí),加入Al2O3調(diào)PH值為3后反應(yīng)結(jié)束,加熱水稀釋后過濾,濾渣經(jīng)清洗后為活性二氧化硅,濾液經(jīng)蒸濃、結(jié)晶后分離,結(jié)晶余液經(jīng)進(jìn)一步蒸濃結(jié)晶制取硫酸鋁,結(jié)晶固體被移入中和釜加水加熱使其成溶液,然后加入碳?xì)滗@中和,反應(yīng)至PH值為6.5~7時(shí)結(jié)束,過濾后的濾渣經(jīng)洗滌為氫氧化鋁,濾液經(jīng)蒸濃結(jié)晶制取硫酸鉀氮肥。
附圖
所示為用伊利石制取硫酸鉀氮肥的工藝流程示意框圖。
下面參照說明書附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步更詳細(xì)的描述如附圖所示,以伊利石(K,H2O)Al2[AlSi3O10](H2O,OH)2為原料將其粉碎(1),制成粉料(A);原礦經(jīng)鄂式破碎機(jī)、雷蒙磨兩級(jí)粉碎,細(xì)度要求110~120目。將分料(A)投入反應(yīng)釜中加入50~60%的硫酸反應(yīng)(2),硫酸加入量為92%的硫酸∶粉料(A)=1∶1,反應(yīng)溫度135~145℃,反應(yīng)壓力0.3~0.4MPa,反應(yīng)時(shí)間175~185分鐘,反應(yīng)過程不斷攪拌,反應(yīng)至PH值為1~2時(shí),加入Al2O3調(diào)PH值為3后反應(yīng)(2)達(dá)終點(diǎn)。反應(yīng)(2)有固體沉淀(B)生成,反應(yīng)生成液(C)為硫酸鋁、硫酸鉀的混合液,其濃度為40~43Be°。向生成液(C)中加熱水稀釋并趁熱進(jìn)行過濾(3),過濾溫度為50~70℃,以防在過濾過程中產(chǎn)生結(jié)晶,濾液(D)濃度為20~25Be°,濾渣(B)經(jīng)洗滌(4)后即生產(chǎn)出活性二氧化硅,清洗濾渣(B)以用水量為1.5米3/噸干渣。清洗濾渣(B)的洗滌液(E)一部分作為稀釋硫酸用,一部分與濾液(D)混合(5),混合后濃度為18~20Be°,將該混合液蒸濃至32~36Be°后結(jié)晶(6)、分離(7),結(jié)晶終溫為20±5℃,濾液(F)為硫酸鋁溶液,濃度為25~20Be°,116℃蒸濃至48Be°時(shí)冷卻結(jié)晶(8)即生產(chǎn)出硫酸鋁,結(jié)晶固體(G)成分為硫酸鉀,被移入中和釜,加入等重量于固體(G)的水,加熱使其成溶液(H)(9),然后向溶液(H)中加碳酸氫銨中和(10),當(dāng)PH值為6.5~7時(shí)反應(yīng)(10)結(jié)束,生成液體(I)和固體(J),將它們過濾分離(11),固體(J)經(jīng)洗滌后烘干即生產(chǎn)出氫氧化鋁產(chǎn)品,濾液(I)與部分清洗固體(J)的洗滌液(K)混合(13),混合液中硫酸鉀與硫酸銨的比例為3∶8~9,將其蒸濃結(jié)晶(14)即生產(chǎn)出硫酸鉀氮肥(L)。
本發(fā)明工藝中鋁的利用率為94%,鉀提取率90%,硅的利用率99.99%,原礦利用率近100%。每噸伊利石原料可生產(chǎn)鉀氮肥650kg,其中K2O≥11%,N≥15%;氫氧化鋁產(chǎn)品200kg,助燃劑級(jí);硫酸鋁產(chǎn)品1400kg,其中Al2O≥15.7,F(xiàn)e2O3<0.35%;活性二氧化硅500kg。
本發(fā)明由于采用硫酸低溫分解伊利石,無需建造爐窯進(jìn)行高溫焙燒,節(jié)能效果極為明顯,投資少,見效快,工藝流程簡單,容易操作控制,生產(chǎn)過程穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的原礦利用率近100%,無尾礦、無污染,有多種附產(chǎn)品,綜合利用效果好。本發(fā)明采用在我國許多地方極易開采的伊利石做為生產(chǎn)鉀肥的原料,即擴(kuò)大了鉀肥的工業(yè)原料品種,同時(shí)也是對(duì)伊利石的進(jìn)一步增值開發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種用伊利石制取鉀氮肥的方法,其特征在于a,以伊利石(K,H2O)Al2[AlSi3O10](H2O,OH)2為原料將其粉碎(1),制成粉料(A);b,將粉料(A)投入反應(yīng)釜中加入硫酸,在加溫、加壓、攪拌條件下反應(yīng)(2),反應(yīng)至PH值為1~2時(shí),加入Al2O3調(diào)PH值為3后反應(yīng)(2)結(jié)束,生成固體(B)和液體(C);c,向包含固體(B)和液體(C)的生成物中加熱水稀釋并過濾(3),濾渣(B)經(jīng)洗滌(4)后即生產(chǎn)出活性二氧化硅,濾液(D)和部分清洗濾渣(B)的洗滌液(E)混合(5)后蒸濃結(jié)晶(6)、分離(7),分離物為濾液(F)和結(jié)晶固體(G),濾液(F)進(jìn)一步蒸濃結(jié)晶(8)制取硫酸鋁;d,將結(jié)晶固體(G)移入中和釜,加入等重量于固體(G)的水,加熱使其成溶液(H)(9),然后向溶液(H)中加碳酸氫銨中和(10),當(dāng)PH值為6.5~7時(shí)反應(yīng)(10)結(jié)束,生成液體(1)和固體(J);e,將液體(I)和固體(J)過濾分離(11),固體(J)經(jīng)洗滌(12)制成氫氧化鋁,濾液(I)與部分清洗固體(J)的洗滌液(K)混合(13),經(jīng)蒸濃結(jié)晶(14)制取鉀氮肥(L)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制取鉀氮肥的方法,其特征在于其中所述向粉料(A)中加入50~60%的硫酸,硫酸加入量為92%的硫酸∶粉料(A)=1∶1,反應(yīng)溫度135~145℃,反應(yīng)壓力0.3~0.4MPa,反應(yīng)時(shí)間175~185分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制取鉀氮肥的方法,其特征在于其中所述液體(C)濃度為40~43Be°,濾液(D)濃度為20~25Be°,過濾溫度50~70℃,濾渣(B)的清洗用水量為1.5m3/噸干渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3中所述的制取鉀氮肥的方法,其特征在于其中所述濾液(D)與部分清洗濾渣(B)的洗滌液(E)混合(5)后濃度為18~20Be°,蒸濃至32~36Be°后結(jié)晶(6),結(jié)晶終溫為20±5℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的制取鉀氮肥的方法,其特征在于其中所述濾液(F)濃度為25~20Be°,116℃蒸濃至48Be°時(shí)冷卻結(jié)晶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用礦巖制取鉀肥的方法。本發(fā)明以伊利石為原料,采用低溫硫酸分解,同時(shí)可生產(chǎn)出活性二氧化硅、硫酸鋁及氫氧化鋁附產(chǎn)品。本發(fā)明的鉀提取率為90%,原礦利用率近100%,每噸伊利石可生產(chǎn)鉀氮肥650kg,其中K
文檔編號(hào)C05D1/04GK1066645SQ9210528
公開日1992年12月2日 申請(qǐng)日期1992年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月1日
發(fā)明者馮振普, 韓佩志, 范富榮 申請(qǐng)人:馮振普, 韓佩志, 范富榮
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