低温提取非水溶性含钾矿石中钾的方法
【专利摘要】本发明名称为低温提取非水溶性含钾矿石中钾的方法，属于资源综合利用领域。非水溶性含钾矿石具有稳定的性能，使其难于被农业直接利用。利用微波加热可以对矿石矿物学产生影响，利用微波加热对含钾矿石处理可以有效提高钾的溶解特性、且费用低。本发明需要解决的技术问题是提供一种高效率、低温的提钾技术，弥补现有技术中能耗高、污染严重的问题。其主要原理是首先利用微波辐照破坏材料结构，再利用酸或碱将其中的钾高效提取出来。
【专利说明】
低温提取非水溶性含钾矿石中钾的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种提取非水溶性含钾矿石中钾的方法，属于资源综合利用领域。
【背景技术】
[0002]钾是植物生长过程中的主要营养元素，而我国钾肥自给率约占50%。我国水溶性钾盐主要分布在现代盐湖中，其中青海省察尔汗盐湖的氯化钾储量最大，约为1.45亿吨。但是可溶性钾盐所占的比例很少而非水溶性钾资源十分丰富，尤其以钾长石为主的难溶性钾资源储量大、分布广，目前有储量报道的矿源就有40多个，总量达100亿吨以上。如何让难溶性钾长石资源中的钾变成肥，在农业生产中发挥作用一直是行业内关注的焦点。
[0003]钾长石的化学性质极其稳定，除了氢氟酸外，常温常压下几乎不被任何酸、碱所分解。对于钾长石提钾研究主要有以下工艺过程:高温分解法、压热法、低温分解法等。现有的钾长石低温提钾机理主要有离子交换机理、离子吸附机理和活化机理，但理论研究并不深入。近期有学者利用天然钾长石与CO2反应，将CO 2高效矿化为稳定的固体碳酸盐，同时生产出高附加值、稀缺的可溶性钾盐。
[0004]微波辐射法是一种利用微波加热的化学合成方法，也是近年兴起的研究热点。微波具有加热迅速均匀、可控性好、高效节能、绿色环保等优点，已受到广泛关注。利用微波加热可以对矿石矿物学产生影响，有研究表明利用微波加热对低品位矿石处理可以有效提高溶解特性。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是提供一种高效的提钾方法，弥补现有技术高能耗、提取率低的缺点。其主要原理是首先采用微波辐照，然后利用酸或碱低温提取钾。
[0006]本发明的方法包括如下步骤:
[0007]I)非水溶性含钾矿石的破碎；
[0008]2)微波破坏含钾矿石的的结构；
[0009]3)低温条件下用酸或碱将钾溶出。
[0010]本发明采用非水溶性含钾矿石为原料，首先将其破碎至100-500目并过筛，将一定粒径的矿石经过功率200-2000W的微波加热5-500s，然后用硫酸或氢氧化钠在低于200°C的条件下，反应l_5h。
[0011]本发明的方法具有十分显著的优点:1)原料来源广泛，对纯度要求不高；2)微波材料处理时间短；3)低温条件下节约能耗；4)钾的提取率高。
【附图说明】
[0012]附图为低温提钾的流程图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]钾长石用量0.Sg，钾长石粒径200目、微波预处理时间20min、微波预处理功率600W，钾长石与模拟磷矿质量比:0.8: 1、氟化钙与磷酸钙质量比为3: 1、70%硫酸用量为10ml、反应时间5h、反应温度160°C，钾提取率为85.6%。
[0015]实施例2
[0016]钾长石用量0.Sg，钾长石粉200目过筛、反应时间5h、反应温度160°C、钾长石与模拟磷矿质量比(氟化钙与磷酸钙质量比3: 1)0.8: 1、硫酸用量10ml，微波消解5h，钾提取率为83.1%ο
[0017]实施例3
[0018]钾长石0.5g、水10ml、3.0gNaOH和反应4小时的条件下，通过微波消解反应以及水热反应两种方式研究对比钾离子提取率，各自的钾提取率分别为92%和80%。实验结果表明微波消解可大大提高钾的提取率。
【主权项】
1.一种低温提取非水溶性含钾矿石中钾的方法，为在微波辅助条件下，含钾矿石在碱液或酸液作用下钾元素被提取出来。其特征是采用微波首先破坏含钾矿石的结构，然后在酸性或碱性溶液中钾离子低温溶出。具体过程如下: 1)将非水溶性含钾矿石破碎，经过微波处理破坏其结构。 2)处理后的矿石再经过酸溶或碱溶提取钾，另外，还可以在酸溶或碱溶提取钾过程中辅助二次微波提钾。2.权利要求1所述的酸溶或碱溶是指两个不同体系，二者均可以单独实现提钾过程。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是:酸溶过程中用到硫酸、氟化钙、磷酸钙助剂。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是:碱溶过程中用到氢氧化钠。5.根据权利要求1的方法，其特征是:所说低温是指温度低于200摄氏度。6.根据权利要求1的制备方法，其特征是:微波的功率为200-2000W，作用时间为5_500so
【文档编号】C05D1/04GK105884406SQ201410777325
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月15日
【发明人】赵建海, 徐畅, 赵晶星
【申请人】天津城建大学