[发明专利]一种生产微孔硅钾钙矿物肥料的方法

说明书

技术领域

本发明属于硅钾肥生产领域，特别涉及一种采用水热化学反应生产微孔硅 钾钙矿物肥料的方法。

背景技术

农业生产中对钾肥的需求量越来越大，硅肥和钙肥的用量也在逐年增加。 我国可溶性钾矿资源十分缺乏，国产钾肥很少，主要依靠进口。然而，我国非 溶性钾矿资源极为丰富，且广为分布。开发利用非溶性钾矿资源，生产硅钾钙 矿物肥料是解决我国钾肥不足、增加矿物肥料新品种的有效途径。

我国自上世纪五十年代末期开始探索利用非溶性钾矿资源生产农用钾肥， 最近十多年来的研究和开发工作日益为人们所关注。归纳起来，目前利用非溶 性钾矿制取钾肥有三种途径，即煅烧法或烧结法、水热化学法、微生物法。

长沙化工矿山设计研究院、四川大学化工学院、四川省地矿局、安徽技术 师范学院、合肥工业大学、上海化工研究院、江苏省丰县钾肥厂、河南省科学 院地理研究所、山东科技大学、中国地质大学、中国科学院贵阳地球化学研究 所等单位采用炉窑内煅烧法或烧结法，提取钾长石中的钾或制取硅钾钙肥料。 前苏联曾利用霞石提钾，但主要是为了制取氧化铝，副产钾盐。

原化工部天津设计院、华北水利水电学院、长沙化工矿山设计研究院等单 位，利用酸溶水热化学方法提取钾长石、伊利石中的钾。东南大学和华东理工 大学、中国地质大学以消石灰浆料为高压浸取剂，利用高压水热化学方法从钾 长石中提取钾。日本学者曾进行过100℃～400℃条件下以NaOH-Ca(OH)₂混合 液高压萃取钾长石中的钾的研究。

中国地质科学院地质力学所、中国农业大学、中国农业科学院、中国科学 院沈阳应用生态研究所和辽宁省微生物研究所、河北省科学院微生物研究所采 用细菌法解离钾长石中的钾，以制取生物钾肥。

上述制取钾肥或硅钾钙肥的方法，除极少数实现工业化外，绝大多数为试 验性研究。

本发明的发明人自1996年以来开展了自富钾岩石中提取钾的研究，在借鉴 国内外提钾研究经验的基础上，创造了一种在半湿状态下，石灰(包括白云石 灰)或轻烧氧化镁水热法提钾新工艺，此工艺反应在静态条件下进行，可大大 降低能源消耗，可获得KOH、K₂SO₄、K₂CO₃及微孔硅钾钙多元素矿物肥料。本发 明人已获得三项发明专利，其专利号分别为ZL01100474.6、ZL01100475.4及 ZL02156824.3。为了进一步提高微孔硅钾钙矿物肥料中有效组分的含量，并降 低生产成本，本发明人进行了此项活化剂发明研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产微孔硅钾钙矿物肥料的方法，以含钾岩石 粉和石灰粉，或含钾岩石粉和白云石灰粉，或含钾岩石粉和轻烧氧化镁粉为原 料，利用硼镁石矿粉或轻烧硼镁石矿粉作为活化剂，通过水热化学反应完成， 从而提高钾肥、硅钾钙肥中有效成分含量。

为了达到上述目的，本发明人在其获得的的三项发明专利(专利号分别为 ZL01100474.6、ZL01100475.4及ZL02156824.3)中，在原有水热化学反应原料 配方的基础上添加适量的硼镁石矿粉或轻烧硼镁石矿粉。作为活化剂添加的硼 镁石矿粉或轻烧硼镁石矿粉可以促进含钾矿物中硅氧四面体和铝氧四面体结构 崩解破坏，提高矿物肥料产品中钾、硅等有效成分的溶出量，从而达到提高钾 肥、硅钾钙肥中有效成分含量的目的。

利用硼镁石矿作为活化剂有两种使用方法，第一种方法是把天然产出的硼 镁石矿机械加工成矿粉，然后直接加添到水热化学反应前的原料配方中；第二 种方法是，硼镁石原矿经机械粉碎后，在沸腾煅烧炉、或动态煅烧炉或旋转煅 烧炉窑内于600℃～900℃环境下轻烧成硼镁石玻璃体，本发明人将其称作为轻 烧硼镁石矿，原矿石中硼镁石(化学式为2MgO·B₂O₃·H₂O)失去结构水，转变 成玻璃态的焦硼酸镁(化学式为Mg₂B₂O₅)。轻烧硼镁石矿也可在立窑内焙烧制取， 但其化学活性不及前者。将轻烧后得到的产物机械磨细成粉，即可用作活化剂 添加到水热化学反应前的原料配方中。活化剂硼镁石矿粉或轻烧硼镁石矿粉的 用量为固体原料总重量的0.2％～3.0％，推荐用量为0.5％～1.0％。