专利名称：利用钾长石生产硫酸钾联产钙镁磷硅复合肥的方法
技术领域：
本发明涉及化肥领域，特别是指利用钾长石生产硫酸钾肥联产钙、镁、磷、硅多元复合肥的方法。
背景技术：
利用钾长石生产钾肥的研究已经有一百多年的历史，一战期间由于钾肥供应紧张先后在美国、俄罗斯、日本等国利用钾长石和石灰石来制造钾肥。二十世纪中叶，前苏联、巴西、南非及印度先后从不溶性钾矿物质中提取钾盐制造钾肥，但没有重大突破，分解钾长石的方法较多，按分解方式可分为挥发法、焙烧浸取法、湿法等几类，按分解溶剂可分为盐溶法、酸法、碱法、氟化物法等，国内七十年代主要是利用生产水泥熟料的过程副产窑灰钾肥，八十年代以后焙烧浸取法研究较多，九十年代中叶国内出现低温湿法分解钾长石。最近十年由于钾肥价格高涨，钾长石制造钾肥的研究更活跃起来，如山东科技大学薛彥辉提出了一种用催化剂低温分解钾长石的方法生产硫酸钾，同时副产白炭黑和氢氧化铝；化工部长沙设计研究院提出了 “钾长石矿湿法分解方法” ZL96118069.2 ;“钾长石矿湿法分解物料浮选分离技术” 97108312.6.以上两种方法均采用氟化物，不仅污染环境而且能耗高，工艺流程较复杂，产品链较长，同时涉及浓硫酸等高危物品安全生产令人担忧。中科院化学研究所、南京农业大学、江苏农科院推出了“新型多元矿物肥料硅钙钾肥的生产与应用”该法烧成系采用隧道窑窑车生产，劳动强度大，生产效率低，而且烧成温度高达1350°C，限制了其大面积地推广运用。
发明内容
为克服现有利用钾长石生产钾肥方法中的上述缺陷，本发明的目的是提供一种利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，用以简化生产过程、降低能源消耗、避免环境污染、减轻劳动强度和提高生产效率。
为实现其发明目的，本发明采用的利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法包括如下步骤:
1.备料:按重量百分比备齐以下原材料:
钾长石50 58,石膏12 18,磷灰石12 25,锌禮:1 5,白云石12 25 ;
2.粉碎并混合成生料:先将钾长石、白云石、磷矿石和石膏，分别破碎除铁，再按重量比混合配料:钾长石(Κ20.Α1203.6Si02 ) 50 58 ;白云石(CaCO3MgCO3) 12 25 ;磷灰石(Ca5(PO4)3F) 12 25 ;石膏(CaSO4) 12 18 ;锌渣I 5，然后共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:将步骤2配料制成的生料，过180目筛除铁后送入均化库，测得碳酸滴定值偏差不大于0.2%时合格；
4.烧成:将均化合格后即成分均匀稳定的生料入窑煅烧，若选择机立窑煅烧时配热达3000KJ/KG生料，煅烧温度1150°C 1250°C;若选择窑外分解窑煅烧时配热至2500KJ/KG生料，烧成温度1150。。 1200 0C ；
5.制成硫酸钾和钙、镁、磷、硅复合肥:将步骤4得到的红热状熟料水淬，料:水=1: I在温度100°C -120°c下保持10分钟，然后将其液渣分离，液体浓缩、造粒、包装后即成硫酸钾成品；将剩下的固态渣，干燥脱水粉磨成150-200目包装后即成钙、镁、磷、硅复合肥； 6、制成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥:将经步骤5液渣分离得到的固态渣，干燥、脱水、粉磨成150-200目，包装后即成钙、镁、磷、硅复合肥；或将步骤4得到的红热状熟料直接冷却，粉磨至150 200目，包装后即成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥。与现有技术相比，本发明有如下实质性特点和显著的进步:
1、由于原料中有白云石的掺入为破坏二氧化硅的结构提供了氧化钙、氧化镁，同时也为形成硅酸钙、硅酸镁提供了物质基础和降低烧成温度创造了条件；特别是为改善烧结物的可溶性为制造化肥提供钙、镁离子奠定了基础；
2、由于原料中有磷灰石的加入，为钾长石中硅离子形成硅酸钙提供了物质基础，同时也为降低烧结温度制造复合肥提供了磷离子的来源；
3、本发明采用石膏，主要是为了钾长石中氧化钾与之化合提供硫酸根离子，即为形成硫酸钾和为降低烧结温度创造了条件；
4、本发明采用锌渣，有三个方面的因素，首先锌是植物生长重要的微量元素，其次锌渣对降低烧结温度有一定的贡献；还有锌渣到处堆放污染环境因此而变废为宝；
5、本发明采用物料的各组分配比可分别带来如下好处:
A.选钾长石的含量为50 58，优选为53 56，是当钾长石超过58时，因过多的二氧化硅无法与钙镁离子形成硅酸钙与硅酸镁，因而没有解体钾长石荦固的硅酸盐网状结构，多余的氧化钾没有形成可溶物而不能被植物吸收而未产生应有的肥效；当钾长石低于50时复合肥中可溶性钾含量太低而无法达到综合肥效；
B.选白云石的含量为12 25，优选为18 22，是当白云石超过25时，因过多的钙镁离子需与二氧化硅形成硅酸二钙、硅酸三钙时产生胶凝性导致土壤坂结，另一方面白云石少于12时，因没有足够的钙、镁离子与二氧化硅反应而导致钾长石结构没有完全解体而获得可溶性因而影响肥效；
C.选磷灰石的含量为12 25，优选地为18 22，是当磷灰石多于25时，因减少了配方中钾长石的含量而导致可分离的硫酸钾及复合肥中可溶性钾离子不足，当磷灰石少于12时，导致了复合肥中有效五氧化二磷的下降；
D.选石膏的含量为12 18,优选地14 16,是当石膏超过18时，因没有足够的氧化钾与之化合生成硫酸钾，而导致三氧化硫排放在大气中污染环境，当石膏少于12时，因没有足够的硫酸根离子与钾长石中的钾离子化合，因而影响可溶钾的含量；
E.选锌渣的含量为I 5，优选地为2 3，是当锌渣的含量大于5时，因过多的锌渣导致影响整个钾、钙、镁、磷的含量，同时过多的锌还会导致催化剂中毒；当锌渣的含量小于I时，基本起不到催化剂的作用，在作物果实中微量元素的吸收非常有限，无法发挥锌的酶作用；
总之，本发明利用钾长石生产钾肥联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法和现有技术相比，不仅可以使其烧结温度降低200°C，还可以降低烧成成本40%左右，提高产量4 5倍。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明进一步说明:
实施例一:利用钾长石生产硫酸钾联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法包括如下步骤:
1.备料:按重量百分百比备齐以下原材料:
钾长石50,石骨18,憐灰石15,锋禮:2,白z 石:15,总量100 ；
2.粉碎并混合成生料:先将钾长石、白云石、磷矿石和石膏，分别破碎除铁，再混合并共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:将步骤I配料制成的生料，过180目筛除铁后送入均化库，测定其碳酸钙滴定值偏差小于0.2%时合格；
4.烧成:将均化合格后即成分均匀稳定的生料入窑煅烧，若选择机立窑煅烧时配热达3000KJ/KG生料，煅烧温度1150°C 1250°C，若选择窑外分解窑煅烧时配热至2500KJ/KG生料，烧成温度计1150°C 1200°C ；
5.制成硫酸钾和钙、镁、磷、硅复合肥:将步骤4得到的红热状熟料水淬，料:水=1:1，在温度100°C 120°C下保持10分钟，然后将液渣分离，液体浓缩即得硫酸钾，造粒包装即成硫酸钾成品；将剩下的固态渣，干燥脱水粉磨成150-200目包装后即成钙、镁、磷、硅复合肥；
6.制成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥:将步骤4得到的红热熟料冷却，粉磨至150 200目包装后即成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥。实施例二:
利用钾长石生产钾肥联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，它包括如下步骤:
1.备料:按重量百分百比备齐以下原材料:钾长石55,石骨12,磷灰石12,锌洛I,白z 石20,总量100 ；
2.粉碎并混合成生料:先将钾长石、白云石、磷矿石和石膏分别破碎除铁，再混合并共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:将步骤I配料制成的生料，过180目筛除铁后送入均化库，测定其碳酸钙滴定值偏差小于0.2%时合格；
4.烧成:将均化合格后即成分均匀稳定的生料入窑煅烧，若选择机立窑煅烧时配热达3000KJ/KG生料，煅烧温度1150°C 1250°C;若选择窑外分解窑煅烧时配热至2500KJ/KG生料，烧成温度计1150°C 1200°C ；
5.制成硫酸钾和钙、镁、磷、硅复合肥:将步骤4得到的红热状熟料水淬，料:水=1:1，在温度100-120°C下保持10分钟，然后将液渣分离，液体浓缩即得硫酸钾，造粒包装后即成硫酸钾成品；将剩下的固态渣，干燥脱水粉磨成150-200目包装后即成钙、镁、磷、硅复合肥；
6.制成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥:将步骤4得到的红热熟料直接冷却，粉磨至150 200目包装后即成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥。实施例三:
利用钾长石生产钾肥并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，它包括如下步骤:
1.备料:按重量百分百比备齐以下原材料:钾长石58,石骨13,磷灰石12 ,锌洛5,白z 石12,总量100 ；2.其余步骤同实施例1或实施例2，同时得到钾肥和钙、镁、磷、硅复合肥。上述仅为本发明的两个具体实施例，但本发明的设计构思不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性改动，均属于 侵犯本发明保护的行为。
权利要求
1.利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，其特征是:它包括如下步骤: SI备料:按重量百分比备齐以下原材料: 钾长石50 58,石膏12 18,磷灰石12 25,锌禮:1 5,白云石12 25 ; (2).粉碎并混合成生料:先将钾长石、白云石、磷矿石和石膏，分别破碎除铁，再按重量比混合配料:钾长石(K20*Al203*6Si02 ) 50 58 ;白云石(CaCO3MgCO3) 12 25 ;磷灰石(Ca5(PO4)3F) 12 25 ;石膏(CaSO4) 12 18 ;锌渣I 5，然后共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用； ⑶.均化:将步骤2配料制成的生料，过180目筛除铁后送入均化库，测得碳酸滴定值偏差不大于0.2%时合格； (4).烧成:将均化合格后即成分均匀稳定的生料入窑煅烧，若选择机立窑煅烧时配热达3000KJ/KG生料，煅烧温度1150°C 1250°C ;若选择窑外分解窑煅烧时配热至2500KJ/KG生料，烧成温度1150°C 1200°C ； (5).制成硫酸钾和钙、镁、磷、硅复合肥:将步骤4得到的红热状熟料水淬，料:水=1:I在温度100°C-120°C下保持10分钟，然后将其液渣分离，液体浓缩、造粒、包装后即成硫酸钾成品；将剩下的固态渣，干燥脱水粉磨成150-200目包装后即成钙、镁、磷、硅复合肥； (6)、制成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥:将经步骤5液渣分离得到的固态渣，干燥、脱水、粉磨成150-200目，包装后即成钙 、镁、磷、硅复合肥；或将步骤4得到的红热状熟料直接冷却，粉磨至150 200目，包装后即成钙、镁、磷、钾、硅多元复合肥。
2.根据权利要求1所述利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，其特征是:所述原料中钾长石含量的最佳百分比为53 56，白云石含量的百分比18 22，磷灰石含量的百分比为18 22,石骨含量的百分比为14 16,锌洛含量的百分比为2 3。
3.根据权利要求1所述利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，其特征是:所选磷灰石的百分比含量为12 25,优选地为18 22。
4.根据权利要求1所述利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，其特征是:所选锌渣的百分比含量为I 5，优选地为2 3。
5.根据权利要求1所述利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，其特征是:所选白云石的百分比含量为12 25，优选为18 22。
全文摘要
本发明公开了一种利用钾长石生产硫酸钾并联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法，它包括如下步骤备料、粉碎并混合成生料、均化、烧成、制成硫酸钾和钙、镁、磷、硅复合肥。本发明利用钾长石生产钾肥联产钙、镁、磷、硅复合肥的方法与现有技术相比，不仅可以使其烧结温度降低200℃，还可以降低烧成成本40%左右，提高产量4～5倍。适合有钾长石、石膏、磷灰石、锌渣或白云石矿产资源地区的中小企业使用，生产钾肥和含钙、镁、磷、硅的复合肥。
文档编号C05G1/00GK103183365SQ20131015346
公开日2013年7月3日 申请日期2013年4月28日 优先权日2013年4月28日
发明者雷志刚, 陈淑萍 申请人:雷志刚