[发明专利]一种工业微波处理含钾岩石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业微波处理含钾岩石的方法,属于化工生产技术领域。

背景技术

我国目前可溶性钾资源匮乏，按照目前开采量只够消费53年，相比之下我国不溶性含钾岩石资源储量丰富，所以找到一种工艺先进、低能耗、低污染、环境友好型的利用工艺具有重要战略意义。

目前国内研究较多的低温分解含钾岩石综合利用方法，如专利CN200410023558.8公开了一种钾长石低温分解方法，其采用氟硅酸加硫酸的混合酸来分解钾长石，利用硫酸的高沸点将氟硅酸全部转化为四氟化硅，进而进入吸收塔回收氟硅酸，该方法一般蒸发时间在8小时以上，需要大量能耗，大约每处理一吨钾长石需要消耗含热量为5000大卡的煤1.0吨，增加生产成本，且处理工艺繁琐，效益较低。专利CN201010280115.2公开了一种处理含钾岩石的方法，是将含钾岩石粉碎至100-200目，然后利用助剂氟硅酸分解含钾岩石，反应1-3小时后，得到包括氟硅酸钾、氟硅酸铝与硅胶的混合物料，再酸化回收氟硅酸，得到钾肥产品。该方法虽然比混酸蒸干法节约了60-80％的能耗，缩短了4-6倍的时间，但是时间仍然过长，且溶钾助剂回收率不高。

上述低温处理方法，一般反应时间长达2-3个小时，需要5-8次过滤分离，3-6次干燥，工艺复杂，能耗巨大，产品纯度低，分离不彻底，经济效益低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业微波处理含钾岩石的方法。该方法解决了目前低温分解含钾岩石综合利用方法工艺复杂，能耗高等问题，大大降低了能耗，缩短了反应时间，使溶钾助剂回收率达到98％以上，切实达到含钾岩石高效、低能综合利用的效果。

所采取的技术方案是：

一种工业微波处理含钾岩石的方法，所述工艺步骤为：

(1)微波反应：将含钾岩石粉碎至80-200目，与10％-30％助剂、60-98％硫酸混合均匀后置于微波反应釜中，调节微波频率与功率，控制料温为70-100℃进行反应；

(2)分离：将反应后的样品进行固液分离，得到液体1，向液体1中加入中和剂，分离得到固体1和液体2，液体2通过浓缩干燥得到钾肥产品；

(3)吸收：微波反应产生的含氟气体，经过吸收塔多级循环吸收，得到助剂和白炭黑，助剂返回主反应系统循环利用；

(4)碱化微波反应：将步骤(2)得到的固体1和10-30％氢氧化钠混合均匀，置于碱化微波反应器中，调节微波频率与功率，控制料温为90-105℃进行反应，反应后得到偏铝酸钠产品。

进一步地，所述步骤(1)中助剂为氟硅酸，含钾岩石与助剂、硫酸的质量体积比为1：0.5-6：0.1-1。

进一步地，所述步骤(1)中微波反应时间为10-60min；所述微波频率为300-3000MHz，功率为1-50kw，优选频率为900-2500MHz，功率为10-20kw。

进一步地，所述步骤(2)中的中和剂为氧化钙、氨水或氢氧化钠，制得的钾肥为硫酸钾或硫酸铵钾。

进一步地，所述步骤(4)中固体1和10-30％氢氧化钠的质量体积比为1：1-7，反应时间为5-80min；所述微波频率为300-3000MHz，功率为2-30kw，优选频率为900-2500MHz，功率为5-15kw。

具体地说，一种工业微波处理含钾岩石的方法，工艺步骤为：

(1)微波反应：将含钾岩石粉碎至80-200目，与10％-30％氟硅酸、60-98％硫酸按照质量体积比为1：0.5-6：0.1-1进行混合，混合均匀后置于微波反应釜中，调节微波频率为2450MHz，功率为10-20kw，控制料温为70-100℃，反应10-30min；

(2)分离：将反应后的样品进行固液分离，得到液体1，向液体1中加入氢氧化钠，分离得到固体1和液体2，液体2通过浓缩干燥得到钾肥产品；

(3)吸收：微波反应产生的含氟气体，经过吸收塔多级循环吸收，得到助剂和白炭黑，助剂返回主反应系统待用；

(4)碱化微波反应：将步骤(2)得到的固体1和10-30％氢氧化钠按照质量体积比为1:1-7混合均匀，置于碱化微波反应器中，调节微波频率为2450MHz，功率为5-15kw，控制料温为90-105℃，反应10-20min后得到偏铝酸钠产品。