[发明专利]利用富钾岩石生产农用矿物基硝酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用富钾岩石生产农用矿物基硝酸钾的方法。

技术背景

我国的水溶性钾盐资源十分缺乏，为了解决农用钾肥严重不足的问 题，国家重点开发青海察尔汉盐湖的水溶性钾盐，每年还要从国外进口 大量的氯化钾，但仍然不能完全满足国内需求。而我国的非水溶性钾矿 资源丰富，富钾岩石种类主要有正长岩、霞石正长岩、富钾火山岩、伟 晶岩、富钾页岩、富钾板岩等。据估计，全国非水溶性钾矿资源总量超 过200亿吨。因此，利用富钾岩石制取农用矿物基硝酸钾技术实现工业 化生产，必将会对我国农业的可持续发展产生深远影响。

国外发达国家(如加拿大、法国、德国等)的水溶性钾盐资源丰富， 因而对利用非水溶性钾矿制取钾肥的研究鲜见报道。日本曾采用高温高 压碱溶法分解钾长石，印度也曾采用高温焙烧硫酸法分解钾长石制取硫 酸钾，但都未实现工业化生产。迄今只有俄罗斯(前苏联)成功地开发出 利用霞石精矿生产氧化铝，副产硅酸盐水泥和碳酸钾工艺，并实现了规 模化工业生产。

我国利用非水溶性钾矿提取钾盐的研究始于上世纪五十年代末，近 十余年来相关的研究工作日益受到关注。目前，国内利用非水溶性钾矿 制取钾肥或钾盐主要采用煅烧法或烧结法、水热化学法等。

1、煅烧法或烧结法

该法研究是将富钾岩石与其它配料在高温下煅烧，使钾长石结构破 坏而生成水溶性钾盐。其中碱溶法占主导地位，是用钾长石类矿物与碱 (NaOH，Na₂CO₃)或CaCO₃在高温下共熔，熔渣用水浸，溶解出的偏铝酸 钾，经碳化反应而制得K₂CO₃和Al(OH)₃。

化工部矿山设计研究院曾采用钾长石与石灰石混合，在1330℃下 熔融，熟料磨细后浸取含钾溶液制取K₂CO₃，剩余废渣用于制水泥。也 有人将钾长石、石灰石或白云石、萤石、焦炭混合，在1200～1300℃ 下熔融，制得钙镁磷钾肥。

2、水热化学法

基本原理是采用酸碱在溶液中分解钾长石，使其中的钾转化为水溶 性钾盐。长沙化工矿山设计研究院曾采用H₂SO₄和助剂，在100℃下分 解钾长石，提取硫酸钾，助剂回收后重复利用。也有采用强酸浸取法， 在H₂SO₄存在下，利用HF将钾长石中的钾溶出，制取钾盐。

发明内容

本发明的目的是提供一种产品加工成本低、原料来源广泛、便于实 施推广的利用富钾岩石生产农用矿物基硝酸钾的方法。该方法是采用水 热法工艺，可使钾长石等非水溶性钾矿中的钾转变为水溶性钾，制成硝 酸钾，再与水热合成的雪硅钙石粉体进行化学复合，制取农用矿物基硝 酸钾。其工艺过程可实现钾长石资源全部利用，将为缓解我国水溶性钾 盐资源严重短缺的问题提供新的技术途径。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案。

1、一种利用富钾岩石生产农用矿物基硝酸钾的方法，该方法包括 下列步骤：

第一步骤，富钾岩石经破碎、选矿除杂后粉磨，制得粒度为-300目 ＞90％粒级的钾长石粉体；

第二步骤，按钾长石粉体：石灰质量比为1∶0.80～0.85的比例配料， 放入高压釜中，加入水，使固液质量比在1∶15～25，并搅拌混合均匀；

第三步骤，将反应釜密封，形成密闭环境，在180～250℃并在搅拌 条件下进行水热反应，恒温5～10小时；

第四步骤，反应产物经过滤分离，液相为KOH溶液，固相为雪硅钙 石滤饼；

第五步骤，以所制得的KOH溶液与硝酸中和，制备硝酸钾；

第六步骤，将制备的硝酸钾溶液浓缩，与第四步骤得到的雪硅钙石均 匀混合；或者将制备的硝酸钾溶液浓缩，外加硝酸钾饱和溶液，与第四 步骤得到的雪硅钙石进行化学复合，以调控最终产品的KNO₃养分含量 的质量的百分比在22.0～58.6％范围；

第七步骤，所得浆料经蒸发水分后，添加粘结剂造粒后干燥，即制 得农用矿物基硝酸钾产品。