[发明专利]一种硝酸钾的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机盐制备技术领域，具体地讲，涉及一种硝酸钾的制备方法。

背景技术

我国是一个农业大国，钾肥作为一种重要的战略农资，事关国家的粮食供给安全。目前，我国农作物钾肥市场年需求量约为460万吨(以K₂O计)，加上工业用钾和合理库存，总的钾盐年需用量约为649万吨。预计到2020年，我国仅农作物钾肥市场需求量就可达到1000万吨。目前，我国钾肥生产能力有限，年生产量仅为320万吨左右(以K₂O计)，无法满足国内市场的需求，每年钾肥需求量的30％左右需要进口；同时，我国可溶性钾盐资源严重短缺，钾资源总体储量以K₂O计为1.36亿吨，仅占全球储量的1.64％。

我国富钾岩石(即以K₂O计时，含钾量不低于8％的硅酸盐类矿物)资源十分丰富，其储量远大于可溶性钾盐资源，具有种类多、分布范围广等特点，在火山岩、沉积岩、变质岩中都有存在，含钾岩石分布广泛，具有发展钾肥的有利条件。如南方的贵州地区含钾岩石矿点就有近百个，有十余个矿点的储量达到千万吨以上，仅铜仁矿带的储量就超过50亿吨。随着钾肥产能的逐步扩大，40年后，我国可溶性钾矿将面临资源枯竭的严重问题。据相关专家预计，仅贵州万山不可溶钾岩资源，至少可以开采500年。因此，利用富钾岩石资源生产钾肥势在必行。

硝酸钾为一种无氯的氮、钾二元复合肥，在农业领域具有广泛的用途，世界上硝酸钾的产量大部分均用于农业。硝酸钾施用于烟草，具有肥效高，易吸收，促进幼苗早发，增加烟草产量等优点，对于提高烟草品质有着重要作用。除去农业方面的用途，硝酸钾在食品、陶瓷、医药和军事等行业领域也有广泛的应用。

目前，利用富钾岩石制备硝酸钾的工艺均需经过多步转化，首先分解富钾岩石，得到氢氧化钾、或六氟硅酸钾、或碳酸钾等富钾溶液，再经硝酸中和、或者碱分解、或硝酸钙复分解等工序，才可得到硝酸钾溶液。现有技术中的方法不但工艺繁琐，而且其中用到酸碱中和或其他复分解反应，存在原料成本高的问题，同时产生了更多的工业废渣，极大地增加了工艺成本。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种硝酸钾的制备方法，其以富钾岩石为原料，通过两次浸取即可获得硝酸钾水溶液，工艺简单、能耗低、且绿色环保。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种硝酸钾的制备方法，包括步骤：A、将硝酸盐加热至不超过300℃，进行熔融，获得第一熔融物；B、将富钾岩石粉碎并置于所述第一熔融物中，继续加热至不超过600℃，并保温12h～36h，获得第二熔融物；其中，所述富钾岩石是指将富钾岩石中的含钾化合物转化为K₂O的形式后，所述K₂O的质量百分数不低于8％的硅酸盐矿物；C、将所述第二熔融物冷却至100℃～120℃后向其中通入水，获得混合体系，使所述混合体系在50℃～90℃下保温6h～48h，固液分离，获得第一滤渣和第一滤液；D、所述第一滤液经浓缩、冷却，析出硝酸钾。

进一步地，所述步骤A还包括：将共熔辅助盐与所述硝酸盐混合；其中，所述硝酸盐与所述共熔辅助盐的质量之比不小于1:1。

进一步地，所述共融辅助盐包括金属阳离子和酸根阴离子；其中，所述金属阳离子选自钠离子、钾离子、锂离子、镁离子、钙离子、锰离子、铁离子、锌离子、铝离子、铅离子中的任意一种，所述酸根阴离子选自硫酸根、碳酸根、氯离子、溴离子中的任意一种。

进一步地，所述硝酸盐选自硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、硝酸镧、硝酸铈、硝酸锰、硝酸铌、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锌、硝酸镉、硝酸铝、硝酸铅、硝酸铋、硝酸锡、硝酸镓、硝酸钼中的至少一种。

进一步地，在所述步骤B中，所述富钾岩石粉碎至50目～400目。

进一步地，所述富钾岩石与所述第一熔融物的质量之比为1:2～2:1。

进一步地，所述水与所述第二熔融物的质量之比为1:2～2:1。

进一步地，在所述步骤D中，所述第一滤液经浓缩、冷却至-20℃～25℃，析出所述硝酸钾。

进一步地，所述硝酸钾析出后，分离所述第一滤液，获得第二滤液，所述第二滤液经蒸发分离，获得第三滤渣，所述第三滤渣并入所述步骤A的硝酸盐中。

进一步地，所述步骤C还包括：对所述第一滤渣进行洗涤并获得洗涤液，所述洗涤液并入所述第一滤液中。