[发明专利]一种生产硫酸钾镁肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工肥料的生产方法，尤其涉及一种硫酸钾镁肥的生产方 法。

背景技术

硫酸钾镁肥(K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O)是含K、Mg、S三种养分的无机中性 肥料，水溶性好，盐指数相对较低，长期施用，不会影响土壤pH值，对土壤盐 度的影响较小，特别适用于忌氯作物，可显著增加经济农作物的产量和品质。

目前，我国盐湖可溶性钾资源开采利用不能满足种植业的需求，75％左右钾 肥依赖进口，而我国以钾长石为代表的非水溶性钾资源储量较为丰富，因此，以 钾长石为原料制取钾肥受到高度重视。从1958年就开始了利用钾长石制钾肥的 研究，先后试验了数十种工艺方法，如高温挥发法、高温熔融法、烧结法、水热 法和低温分解法，制得钾钙肥、钙镁磷钾肥、硅镁钾肥、窑灰钾肥、氯化钾、硫 酸钾等产品，但除窑灰钾肥曾有小规模、短时间的工业生产外，其它方法由于技 术或经济上的原因均未能获得工业应用。钾长石提钾技术的关键是使钾长石的稳 定结构发生变化，使钾在水中溶出。经济成本、设备腐蚀、流程顺行以及产品质 量是需要解决的核心问题。

钾长石提钾方法可分为焙烧(烧结)浸出法、水热化学分解法和微生物分解 法三类，也有将其分为干法和湿法两大类。干法主要是指高温挥发(1500℃)和 熔融(1300℃)制得钙镁磷钾肥、硅钾肥或其他枸溶性钾肥。早期有将石灰石 (81.4％～82％)、钾长石(14.2％～15.6％)、铁矿石(2.6％～3.2％)、萤石(1.1％) 和焦炭(3％)，按括号中的比例配入高炉，在1500℃条件下使K₂O挥发。除少 部分排入大气外，大部分K₂O随窑内烟气向低温区移动而凝结在烟道内，与炉内 CO₂作用生成K₂CO₃回收利用。湖南化工研究院以煤、磷矿石、钾长石、白云石 和氯化钙为原料，在1300℃条件下熔融得到钾肥和钙镁磷肥。河南省硅肥工程技 术研究中心开展了利用钾长石生产长效硅钾肥的研究，将钾长石添加控制剂和其 它配料，经粉碎、煅烧、骤冷得半产品，再经粉磨、包装得成品。所用设备与水 泥厂、磷肥厂相似，如立窑、高炉、烘干机、球磨机、输送提升设备等。需要指 出的是，焙烧(烧结)浸出法实质上是干法-湿法联合，但我国大部分文献将其 称为干法，似乎不十分妥当。

湿法包括水热化学分解法和微生物分解法。众所周知，微生物分解过程十分 缓慢，某些菌株如土壤中胶质芽孢杆菌，可使土壤中海绿石、伊利石、水云母等 矿物中的钾转变为植物可吸收利用的可溶性钾，但难以使钾长石中钾浸出。水热 化学分解法则要求高压(3～5MPa)和较高温度(200℃～300℃)，常用的浸出 剂是硫酸或碱，如硫酸、盐酸、NaOH、Ca(OH)₂。近年来，常压低温(60℃～95 ℃)条件下分解钾长石引起人们极大兴趣。遗憾的是，这种方法需要使用氟化物 和硫酸，因其毒性大和腐蚀性强等问题难以解决，其应用前景不容乐观。常压低 温分解钾长石以长沙化工研究院的发明最具代表性，采用氟化物(氢氟酸)、硫 酸和钾长石反应，经第一次固液分离后，将得到的固体产物在500℃～700℃煅烧， 液体及挥发气体(含SiF₄)返回钾长石分解反应，满足分解钾长石所需氟化物的 80％左右，而煅烧产物加水使钾浸出，固液分离得到的渣加工白炭黑，第二次固 液分离得到的液体加氨水沉淀铝，经第三次固液分离后，液体浓缩结晶得到硫酸 钾铵复合肥，流程较为复杂，虽然进行了半工业试验，但目前仍未在工业上应用。