本發(fā)明涉及一種含鉀頁巖和低品位磷礦綜合利用的方法，具體涉及一種以含鉀頁巖和低品位磷礦為原料，采用物理和化學(xué)相結(jié)合的方法，制備得到磷鉀復(fù)肥方法。
背景技術(shù)：
氮磷鉀是糧食生產(chǎn)的三大要素，當(dāng)前氮肥生產(chǎn)已經(jīng)過剩，也有余力可以出口，只有鉀肥，我們國家每年還需要進(jìn)口1000萬噸以上，才能勉強(qiáng)夠經(jīng)濟(jì)作物施用，并且有相當(dāng)多的土地施不上鉀肥。而鉀能促進(jìn)植株莖桿健壯，改善果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)植株抗寒能力，提高果實(shí)的糖分和維生素C的含量。鉀素供應(yīng)不足時，碳水化合物代謝受到干擾，光合作用受抑制，而呼吸作用加強(qiáng)。因此，缺鉀時植株抗逆能力減弱，易受病害侵襲，果實(shí)品質(zhì)下降，著色不良。我國土壤中缺乏鉀元素，土壤中的鉀元素不能滿足植物生長對鉀元素的需求，需要補(bǔ)鉀的耕地占 70%以上。由于含鉀使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量差，人畜的缺鉀病每年都在增加。
鉀肥工業(yè)發(fā)展不起來，主要原因是我國缺乏水溶性鉀資源，但是我國又是一個多水不溶性鉀礦資源豐富的國家，而這些含鉀礦石因?yàn)楹浟勘容^低（8%~10%），無法提取鉀產(chǎn)品，而被稱為呆礦。
據(jù)2012年磷礦資源量數(shù)據(jù)：我國含P2O510~20%的低品位磷礦占46.5%，含P2O52~10%的邊界品位磷礦占16.6%，這些中低品位及邊界品位磷礦占磷資源總量的90%，在資源日益匱乏的前提下，加強(qiáng)中低品位及邊界品位磷礦的綜合開發(fā)利用就顯得尤為重要。
在公開號CN 103172410A中公開了一種從含鉀頁巖中提取鉀的方法，取含鉀頁巖，廢碎后與無水氯化鈣混勻，在600-1000℃下焙燒，冷卻至室溫，用浸取劑浸提，過濾，濾液即為鉀浸出液，以無水氯化鈣為助溶劑，加快了熔融陽離子之間的反應(yīng)，整個提取方法簡單，反應(yīng)周期短，可有效的從含鉀頁巖中提取非溶性鉀，鉀的提取率可達(dá)90%，所得鉀浸提液可直接用來制備氮磷鉀得混肥并達(dá)到復(fù)混肥料（GB15063-2009）低濃度指標(biāo)，且其中鉀的含量均在4%以上，解決我國鉀肥短缺的問題。
在公開號CN 104445325A中公開了一種從含鉀、鋁礦石中提取氫氧化鋁的方法，其工藝步驟包括：含鉀、鋁礦石在含硫酸反應(yīng)體系中反應(yīng)，通過溶液浸取，液固分離，獲得含有硫酸鋁、硫酸鉀的浸取液，經(jīng)降低溫度，析出鉀明礬的結(jié)晶，與石灰、水調(diào)漿反應(yīng)，獲得含有氫氧化鋁的石膏渣，與氫氧化鈉溶液進(jìn)行浸出反應(yīng)，漿料經(jīng)降溫、稀釋，獲得鋁酸鈉溶液，添加晶種，冷卻結(jié)晶獲得氫氧化鋁結(jié)晶。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了從含鉀、鋁礦石中綜合提取其中的鋁、鉀，并副產(chǎn)半水石膏，實(shí)現(xiàn)礦物的綜合利用，鋁的收率高，綜合效益好。
在公開號CN 104355813A中公開了一種利用含鉀頁巖生產(chǎn)有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥料的方法，屬于礦產(chǎn)資源的綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。其是將含鉀頁巖與碳酸鈉按照一定的重量比在高溫條件下混合反應(yīng)，然后將其冷卻后粉碎，最后將其與尿素、硫酸鉀、磷酸一銨、氮化鉀、有機(jī)肥料、普鈣以及黃泥按照一定的重量比混合后造粒，即得到硫酸鉀型的有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥料。還可以將其與尿素、磷酸一銨、氯化鉀、有機(jī)肥料以及脲甲醛按照一定的重量比混合后造粒得到含氯型的有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥料。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單，而且能夠充分的利用含鉀頁巖中的鉀以及硅等營養(yǎng)元素，大大的提高了含鉀頁巖的綜合利用率。同時，生產(chǎn)的肥料肥效高，肥效期長。
當(dāng)前生產(chǎn)磷酸二氫鉀的方法，大都是用鉀堿或鉀鹽與磷酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)取得，本發(fā)明把水不溶性含鉀頁巖與低品位磷礦石綜合利用生產(chǎn)磷鉀復(fù)肥。得到了符合土地施肥用標(biāo)準(zhǔn)的磷酸二氫鉀，同時給不能夠充分利用的呆礦提供了一條利用途徑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)磷鉀復(fù)肥磷酸二氫鉀的方法，利用含鉀頁巖與中低品位及邊界品位磷礦生產(chǎn)磷酸二氫鉀，有效利用呆礦和低品位礦，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
1、首先將磷礦、含鉀頁巖、煤分別在溫度為90~100℃的干燥器中進(jìn)行干燥，時間約為2~4小時；
其中所述原料磷礦的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：五氧化二磷 9.0~19.02 %，二氧化硅3.39~43.02%，氧化鈣24.64~46.33%，氧化鎂1.33~10.28%，三氧化二鐵0.79~4.26%， 三氧化二鋁 0.29~3.21%，二氧化碳 3.64~23.03%，氟 1.36~2.63%，總量為 100% ；
含鉀頁巖的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅50.02~58.23%，三氧化二鋁17.31~25.62%，氧化鉀8.63~15.01%，氧化鎂1.13~4.28%，三氧化二鐵0.49~3.26%，氧化鈉0.12~0.61%，氧化鈣0.52~1.53%，總量為100%；
煤的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅40.25~50.68%，三氧化二鐵15.03~28.94%，三氧化二鋁12.05~25.86%，氧化鈣2.41~4.56%，氧化鎂0.34~2.35%，二氧化鈦0.83~5.01%，三氧化硫1.62~2.73%，總量為100%；
2、分別將干燥過的磷礦、含鉀頁巖、煤分別送入球磨機(jī)，然后磨至粒徑≤100μm占90%以上，得到磷礦、含鉀頁巖和煤的粉料；
3、將磷礦、含鉀頁巖、煤以 1~5: 1~8:1質(zhì)量比配料并混合均勻成混合料，利用制團(tuán)機(jī)制成直徑為2cm球；
4、將步驟3中得到原料球送入到反應(yīng)溫度為1000~1200℃的反應(yīng)器，反應(yīng)后得到的渣利用螺旋排渣機(jī)把渣排出來可以生產(chǎn)水泥熟料當(dāng)建筑材料使用；反應(yīng)后得到的氣體送入冷凝系統(tǒng)；
5、從冷凝系統(tǒng)出來氣體送入到反應(yīng)器中，同時加入氧氣，經(jīng)過合成反應(yīng)后得到磷酸二氫鉀。經(jīng)過檢測，符合HG31922-2的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是：
1、磷礦、含鉀頁巖、煤中的雜質(zhì)都可以固化在渣中，反應(yīng)后的渣可以直接用來作高強(qiáng)度的水泥原料；
2、為現(xiàn)在不能充分利用的呆礦，低品位礦找到一條能夠充分利用的途徑；
3、工藝反應(yīng)條件及過程溫和，工藝流程短，減少了對環(huán)境的污染，增加了化工行業(yè)的收益，并且緩解了當(dāng)前鉀肥短缺的現(xiàn)狀，具有實(shí)際的意義。
附圖說明：
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式：
實(shí)施例1：首先將磷礦、含鉀頁巖、煤分別在溫度為95℃的干燥器中進(jìn)行干燥，時間為3小時，其中所述原料磷礦的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為 ： 五氧化二磷 16.2 %，二氧化硅19.67%，氧化鈣32.61%，氧化鎂7.76%，三氧化二鐵3.21%， 三氧化二鋁 0.58%，二氧化碳 18.33%，氟 1.64%，總量為 100% ；含鉀頁巖的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅56.05%，三氧化二鋁23.93%，氧化鉀12.66%，氧化鎂3.24%，三氧化二鐵2.54%，氧化鈉0.35%，氧化鈣1.23%，總量為100%；煤的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅46.21%，三氧化二鐵25.58%，三氧化二鋁20.23%，氧化鈣3.64%，氧化鎂1.67%，二氧化鈦0.96%，三氧化硫1.71%，總量為100%。分別將干燥過的磷礦、含鉀頁巖、煤分別送入球磨機(jī)，然后磨至粒徑≤100μm占95%，得到磷礦、含鉀頁巖和煤的粉料；將磷礦、含鉀頁巖、煤以 3: 5:1質(zhì)量比配料并混合均勻成混合料，利用制團(tuán)機(jī)制成直徑為2cm球，然后將原料球送入到反應(yīng)溫度為1100℃的反應(yīng)器，反應(yīng)后得到的渣利用螺旋排渣機(jī)把渣排出來可以生產(chǎn)水泥熟料當(dāng)建筑材料使用；反應(yīng)后得到的氣體送入冷凝系統(tǒng)，從冷凝系統(tǒng)出來氣體送入到反應(yīng)器中，同時加入氧氣，經(jīng)過合成反應(yīng)后得到磷酸二氫鉀。經(jīng)過檢測，符合HG31922-2的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例2：
首先將磷礦、含鉀頁巖、煤分別在溫度為100℃的干燥器中進(jìn)行干燥，時間為2小時，其中所述原料磷礦的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：五氧化二磷 16.2 %，二氧化硅19.67%，氧化鈣32.61%，氧化鎂7.76%，三氧化二鐵3.21%，三氧化二鋁 0.58%，二氧化碳 18.33%，氟 1.64%，總量為 100%；含鉀頁巖的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅56.05%，三氧化二鋁23.93%，氧化鉀12.66%，氧化鎂3.24%，三氧化二鐵2.54%，氧化鈉0.35%，氧化鈣1.23%，總量為100%；煤的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅46.21%，三氧化二鐵25.58%，三氧化二鋁20.23%，氧化鈣3.64%，氧化鎂1.67%，二氧化鈦0.96%，三氧化硫1.71%，總量為100%。分別將干燥過的磷礦、含鉀頁巖、煤分別送入球磨機(jī)，然后磨至粒徑≤100μm占98%，得到磷礦、含鉀頁巖和煤的粉料；將磷礦、含鉀頁巖、煤以 2.5: 4.5:1質(zhì)量比配料并混合均勻成混合料，利用制團(tuán)機(jī)制成直徑為2cm球，然后將原料球送入到反應(yīng)溫度為1150℃的反應(yīng)器，反應(yīng)后得到的渣利用螺旋排渣機(jī)把渣排出來可以生產(chǎn)水泥熟料當(dāng)建筑材料使用；反應(yīng)后得到的氣體送入冷凝系統(tǒng)，從冷凝系統(tǒng)出來氣體送入到反應(yīng)器中，同時加入氧氣，經(jīng)過合成反應(yīng)后得到磷酸二氫鉀。經(jīng)過檢測，符合HG31922-2的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)施例3：
首先將磷礦、含鉀頁巖、煤分別在溫度為90℃的干燥器中進(jìn)行干燥，時間約為3.5小時。其中所述原料磷礦的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為 ： 五氧化二磷 16.2 %，二氧化硅19.67%，氧化鈣32.61%，氧化鎂7.76%，三氧化二鐵3.21%， 三氧化二鋁 0.58%，二氧化碳 18.33%，氟 1.64%，總量為 100% ；含鉀頁巖的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅56.05%，三氧化二鋁23.93%，氧化鉀12.66%，氧化鎂3.24%，三氧化二鐵2.54%，氧化鈉0.35%，氧化鈣1.23%，總量為100%；煤的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：二氧化硅46.21%，三氧化二鐵25.58%，三氧化二鋁20.23%，氧化鈣3.64%，氧化鎂1.67%，二氧化鈦0.96%，三氧化硫1.71%，總量為100%。分別將干燥過的磷礦、含鉀頁巖、煤分別送入球磨機(jī)，然后磨至粒徑≤100μm占90%以上，得到磷礦、含鉀頁巖和煤的粉料；將磷礦、含鉀頁巖、煤以 3.5: 5.5:1質(zhì)量比配料并混合均勻成混合料，利用制團(tuán)機(jī)制成直徑為2cm球；然后將原料球送入到反應(yīng)溫度為1050℃的反應(yīng)器，反應(yīng)后得到的渣利用螺旋排渣機(jī)把渣排出來可以生產(chǎn)水泥熟料當(dāng)建筑材料使用；反應(yīng)后得到的氣體送入冷凝系統(tǒng)，從冷凝系統(tǒng)出來氣體送入到反應(yīng)器中，同時加入氧氣，經(jīng)過合成反應(yīng)后得到磷酸二氫鉀。經(jīng)過檢測，符合HG31922-2的化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。