[发明专利]一种利用含钾岩石生产硫酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体来说，涉及一种利用含钾岩石生产硫酸钾的方法。

背景技术

目前工业上一般将明矾石煅烧、萃取、结晶得到硫酸钾产品，我国已探明明矾石储量为1.5亿吨左右，居世界之首。相对而言，我国含钾岩石储量更加丰富、据统计我国已探明的含钾岩石资源达到300亿吨，我国已经探明的可溶性钾盐资源仅占世界储量的2％，而我国的钾肥消费量占世界消费量的20％以上，50％以上的钾肥需要进口。所以找出一套工业上切实可行、工艺先进、综合利用程度高、低耗能、低排放的环境友好型的含钾岩石生产钾肥的工艺具有重要的现实意义。

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

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用含钾岩石生产硫酸钾的方法，该方法采用二次微波技术分解含钾岩石，并利用微波的特性将铝铁与钾分离，获得硫酸钾产品质量高且生产成本低。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用含钾岩石生产硫酸钾的方法，包括以下步骤：

(1)一次微波反应：先将含钾岩石粉碎，然后将含钾岩石粉与氟硅酸、硫酸按照1：(1～4)：(0.1～0.7)的体积比混合，置于微波反应釜中，调节微波功率为1～35kW，反应1～7h后得到固体Ⅰ；

(2)二次微波反应：将固体Ⅰ置于微波反应釜中进行微波处理，控制温度为700～1100℃，反应一段时间后，得到固体Ⅱ；

(3)溶解结晶：将固体Ⅱ与水按照一定的比例混合，加热至90～120℃，溶解20～60min后，进行固液分离得到固体Ⅲ和液体Ⅰ，将液体Ⅰ经蒸发结晶、烘干后得硫酸钾产品。

所述氟硅酸的浓度为15～45％。

所述硫酸的浓度为20～98％。

所述含钾岩石粉的细度为40～300目。

所述步骤(1)中，先将含钾岩石粉碎，然后将含钾岩石粉与浓度为20～30％氟硅酸、浓度为80～90％硫酸按照1：2：0.3的体积比混合，置于微波反应釜中，调节微波功率为10～20kW，反应3～5h后得到固体Ⅰ。

所述步骤(2)中，将固体Ⅰ置于微波反应釜中进行微波处理，控制微波的功率为10～40kW，反应温度为700～1100℃，反应2～6h后，得到固体Ⅱ。

所述步骤(3)中，将固体Ⅱ与水按照1：(1～6)的体积比混合，加热至90～120℃，溶解20～60min后，进行固液分离得到固体Ⅲ和液体Ⅰ，将液体Ⅰ经蒸发结晶、烘干后得硫酸钾产品。

本发明的有益效果为：本发明利用微波特有的性质，直接作用于物质分子，使分子之间相互摩擦，产生大量热量，进而促使反应进行，大大缩短了反应时间，仅为传统方法反应时间的1/6；含钾岩石钾中钾的提取率达到99％以上。本工艺采用二次微波技术分解含钾岩石，利用微波的特性将铝铁与钾分离，整个过程中不需要添加氨水等中和剂，直接制备市场通用的硫酸钾产品，从根本解决了目前含钾岩石利用过程中分解率不高、钾提取率低、产品纯度不高的技术难题，相比传统的曼海姆法、萃取法等方法大大降低了设备要求，降低了生产成本。

具体实施方式

为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本发明做进一步的描述。实施例仅仅是对该发明的举例说明，不是对本发明的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。

实施例一