[其他]用磷、钾矿石制造磷酸钾盐

说明书

本发明是关于以磷矿石与硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、王水都不溶解的含钾岩石（以下称含钾岩石）共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料，采用化学化工的方法制造磷酸钾盐（或磷酸钾铵盐，下同）化工产品。

众所周知，磷酸钾盐是一种良好的高效复合肥料，在工业上也有用途，目前制取磷酸钾盐的方法很多，主要有以下几种：

（1）中和法：用磷酸与氢氧化钾（或碳酸钾）中和反应制成。这种方法已用100多年，至今仍在采用，参见《无机盐工业》1983年9期1页。

（2）复分解法：用磷酸与氯化钾复分解反应制成，参见《无机盐工业》1983年9期1页。

（3）直接法：《化肥工业》1978年3期54页报导了用磷矿石、氯化钾、硫酸为原料制造磷酸钾盐的方法。

以上前两种方法均以磷酸、钾盐或钾碱为原料成本较高。第三种方法虽然直接采用磷矿石，但这种磷矿石必须是含磷品位高，铁、铝、镁杂质含量低或经过选矿处理的优质磷矿，而且仍需要成本较高，且不易得到的氯化钾为原料。

磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石，一般含磷品位低，铁、铝、镁杂质含量高，按一般生产湿法磷酸对磷矿石的评价标准：在磷矿石中三氧化二铁+三氧化二铝与五氧化二磷之比×100%＜8%，氧化镁与五氧化二磷之比×100%＜3-5%，按此要求很多磷矿石都大大超过这个标准，磷钾共生矿石更是如此。对这类矿石一般难以加工处理，被认为是开采价值不大，至今很难加以利用。随着高品位磷矿石和可溶性钾盐矿的开采耗费，如何利用这类矿石逐渐引起了人们的重视，许多研究者在致力于这方面的研究：国内有工厂曾用磷钾共生矿石经高温熔融水淬、粉碎后用磷酸或其他无机酸分解，制取磷酸钾盐，试验未取得成功;国内也有单位以类似矿石为原料，用硫酸钾与硫酸按二水物法生产湿法磷酸的方法直接制取磷酸钾盐（磷酸二氢钾），由於矿石中的铁、铝杂质的影响，试验亦未取得成功。

本发明的目的是利用磷矿石与含钾岩石特别是从含磷品位低，铁、铝、镁杂质含量高的磷矿石与含钾岩石共生的磷钾矿石或这两种矿石分别存在的矿石中提取磷钾制造高含量的磷酸钾盐，这是现有技术没有的。

本发明的任务是提供一种以磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料制造磷酸钾盐的方法。其特征是：

（1）将磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或磷矿石原料矿石粉碎成100目-325目，用返回的稀磷酸或稀磷酸料浆进行反应得磷酸一钙，然后与浓度为10-98%的硫酸进行反应，反应温度为15℃～75℃，反应时间为20分钟至8小时，得磷酸酸分解液，酸分解渣为含钾岩石和含铁、铝杂质的石膏（硫酸钙）或为含铁、铝杂质的石膏，从而将磷钾共生矿中的磷与铁、铝杂质和含钾岩石或磷矿石中的磷与铁、铝杂质分开，排除了杂质对磷的危害。

（2）将酸分解渣或酸分解渣加含钾岩石粉（简称物料C），将物料C1份（按重量计）配入石灰粉（或石灰石粉）1-5份（按重量计）制成提钾焙烧料，提钾焙烧料在700℃-1500℃高温下焙烧4小时-10分钟，或从焙烧直接制造水泥的尾气中回收硫酸钾或用水浸取焙烧后的提钾焙烧料，浸液为硫酸钾溶液，浸渣用作制水泥原料。

（3）到此为止，已制得磷酸和硫酸钾溶液。在制得磷酸和硫酸钾溶液之后，可按以下三种方法（按先后顺序命名为HK法、CK法、PK法）中的任意一种方法都可制造出磷酸钾盐产品。

①HK法：将硫酸钾溶液加入等克分子氢氧化钙（石灰浆）反应制得氢氧化钾（同时得到石膏），氢氧化钾与磷酸反应制得磷酸钾盐溶液，过滤进一步除去磷酸铁、铝杂质，浓缩结晶干燥得磷酸钾盐固体产品。

②CK法：将磷酸一钙或按1个分子磷酸加入半个克分子氢氧化钙的比例反应生成磷酸一钙，再与硫酸钾反应生成石膏与磷酸钾盐溶液，过滤除去石膏，滤液浓缩加工成磷酸钾盐固体产品。

③PK法：在磷酸中加入石灰乳（或石灰粉）悬浮液制取沉淀磷酸钙（CaHPO₄·2H₂O），沉淀磷酸钙与硫酸反应制取磷酸（同时得到石膏）。按HK法制造的氢氧化钾与磷酸反应制得磷酸钾盐溶液，过滤进一步除去磷酸铁、铝、盐杂质，浓缩、结晶得磷酸钾盐固体产品。

在HK方法和PK方法中，若先控制加入氢氧化钾的量，而后再加入氢氧化铵代替部分氢氧化钾，进一步除去磷酸铁、铝杂质，再经浓缩结晶分离出母液则制得磷酸钾铵盐固体产品。

本发明方法过程中得到的沉淀磷酸钙、硫酸钾、石膏、氢氧化钾、磷酸、提钾焙烧料焙烧提钾后的尾渣或制成水泥都可作单独的产品使用或出售。