一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法
【专利说明】一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，
Ca ,Mg ,P的方法
技术领域
[0001]本发明属于工业领域，具体涉及一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法。
【背景技术】
[0002]氮磷钾是保证农作物正常生长的三大元素，对我国农业发展起着至关重要的作用。氮肥一般采用合成氨技术得到。而我国极度匮乏钾肥和磷肥，特别是钾肥，除了我国的青海湖地区有较大量的可溶性钾储量外，其他地方基本无大量可溶性钾矿。我国大部分地区的磷矿都属于中低品位的磷矿或者以磷钾共生矿为主，而处理这种共生矿往往面临着技术和成本的问题。
[0003]磷钾伴生矿由于含有磷元素的存在，在盐酸存在的酸性条件下生成磷酸，进而产生不溶性的正磷酸盐包裹或覆盖在矿粒的表面，阻碍了酸解过程的进行，导致即使在有氟化盐等助剂的存在情况下，采用盐酸酸解磷钾伴生矿也只能获得收率不太高的P，K，Ca和Mg等，并且反应温度偏高，反应时间较长。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K ,Ca,Mg，P的方法。
[0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]—种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K ,Ca,Mg, P的方法，包括如下步骤:将磷钾伴生矿、氟化物、萃取剂和盐酸溶液混合;在搅拌条件下升温进行萃取磷酸和酸解磷钾伴生矿的耦合反应，反应结束后，自然冷却、过滤后，得到含K，Ca，Mg，P的浸取液。
[0007]上述方案中，所述磷钾伴生矿的P2O5含量为5%?15%，钾长石以K2O计含量为5%?1 %，CaO计含量为5 %?1 %，MgO计含量为0.5 %?3 %。
[0008]上述方案中，所述萃取剂为醇类、磷酸酯类、或聚醚类。
[0009]上述方案中，将所述磷钾伴生矿中磷含量转换成磷酸的质量，所述萃取剂的体积为磷酸质量的0.5?4倍。
[0010]上述方案中，所述氟化物为氟化钙、氟化钠或氟化氢。
[0011 ]上述方案中，所述盐酸溶液的质量浓度为15%?37%。
[0012]上述方案中，所述氟化物与磷钾伴生矿的质量比为1:5?20;所述盐酸溶液与磷钾伴生矿的液固比为2?5:1。
[0013]上述方案中，所述磷钾伴生矿的粒度为过200目筛，筛余量小于5%。
[0014]上述方案中，所述耦合反应的反应温度为70°C?90°C，反应时间为3h?6h。
[0015]本发明的有益效果如下:(1)本发明所述方法将磷酸萃取工艺和加氟化物酸解磷钾伴生矿的工艺耦合起来，利用萃取剂将盐酸酸解产生的磷酸与反应体系相分离，避免生产大量的正磷酸盐阻碍酸解的进行，该方法可以从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P，大大提高了K，Ca，Mg，P的浸出率；(2)本发明所述方法可以有效降低反应温度和反应时间，有效缓解酸解磷钾伴生矿对设备的腐蚀危害。
【具体实施方式】
[0016]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0017]以下实施例中，所用试剂如无特别说明均为市售化学试剂。
[0018]以下实施例中，所述磷钾伴生矿的P2O5含量为5%?15%，钾长石以K2O计含量为5%?10%，CaO计含量为5 %?10 %，MgO计含量为0.5 %?3 %。所述磷钾伴生矿的粒度为过200目筛，筛余量小于5 %。
[0019]实施例1
[0020]一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法，包括如下步骤:称取磷钾伴生矿20g，CaF2 1.8g，22.5 % (质量浓度)HCl 68ml，磷酸三丁酯2ml，依次投入三口烧瓶，升温，开启搅拌，于75 °C反应4h后水洗过滤，得到含K ,Ca,Mg，P的浸取液。
[0021]采用原子吸收光谱方法测定浸取液中K+，Ca2+，Mg2+的含量，采用钼酸铵滴定方法测定浸取液中H3PO4的含量，计算得到采用本实施例方法处理磷钾伴生矿，其中磷的浸出率达到98.3% ;钾的浸出率为96.2% ;Ca的浸出率为97.5% ;Mg的浸出率为96.7%。
[0022]实施例2
[0023]—种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法，包括如下步骤:称取磷钾伴生矿20g，CaF2 3.0g，30 % (质量浓度)HCl 52ml，正庚醇2.5ml，依次投入三口烧瓶，升温，开启搅拌，于80°C反应3h后水洗过滤，得到含K，Ca，Mg，P的浸取液。
[0024]采用原子吸收光谱方法测定浸取液中K+，Ca2+，Mg2+的含量，采用钼酸铵滴定方法测定浸取液中H3PO4的含量，计算得到采用本实施例方法处理磷钾伴生矿，其中磷的浸出率达到99.1% ;钾的浸出率为98.5% ;Ca的浸出率为98.4% ;Mg的浸出率为95.9%。
[0025]实施例3
[0026]—种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法，包括如下步骤:称取磷钾伴生矿20g，CaF2 1.2g，27%HCl (质量浓度)65ml，聚醚多元醇MN-10002.5ml，依次投入三口烧瓶，升温，开启搅拌，于70°C反应4h后水洗过滤，得到含K，Ca，Mg，P的浸取液。
[0027]采用原子吸收光谱方法测定浸取液中K+，Ca2+，Mg2+的含量，采用钼酸铵滴定方法测定浸取液中H3PO4的含量，计算得到采用本实施例方法处理磷钾伴生矿，其中磷的浸出率达到99.5% ;钾的浸出率为97.8% ;Ca的浸出率为99.3% ;Mg的浸出率为96.1%。
[0028]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法，其特征在于，包括如下步骤:将磷钾伴生矿、氟化物、萃取剂和盐酸溶液混合;在搅拌条件下，升温进行磷酸萃取和磷钾伴生矿酸解同步进行的耦合反应，反应结束后，自然冷却、过滤后，得到含K，Ca，Mg，P的浸取液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷钾伴生矿的P2O5含量为5%?15%，钾长石以K2O计含量为5 %?10 %，CaO计含量为5 %?10 %，MgO计含量为0.5 %?3 %。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述萃取剂为醇类、磷酸酯类、或聚醚类。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述磷钾伴生矿中磷含量转换成磷酸的质量，所述萃取剂的体积为磷酸质量的0.5?4倍。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷钾伴生矿的粒度为过200目筛，筛余量小于5%。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合反应的反应温度为70°C?90°C，反时间为3h?6h。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化物为氟化钙、氟化钠、或氟化氢。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述盐酸溶液的质量浓度为15%?37 %。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氟化物与磷钾伴生矿的质量比为1:5?20;所述盐酸溶液与磷钾伴生矿的液固比为2?5:1。
【专利摘要】本发明属于工业领域，具体涉及一种利用萃取剂和盐酸酸解技术从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P的方法。所述方法为：将磷钾伴生矿、氟化物、萃取剂和盐酸溶液混合；在搅拌条件下，升温进行磷酸萃取和磷钾伴生矿酸解同步进行的耦合反应，反应结束后，自然冷却、过滤后，得到含K，Ca，Mg，P的浸取液。本发明所述方法将磷酸萃取工艺和加氟化物酸解磷钾伴生矿的工艺耦合起来，可以从磷钾伴生矿高效浸取K，Ca，Mg，P，大大提高了K，Ca，Mg，P的浸出率；本发明所述方法可以有效降低反应温度和反应时间，有效缓解酸解磷钾伴生矿对设备的腐蚀危害。
【IPC分类】C22B26/22, C22B26/10, C01B25/22
【公开号】CN105603215
【申请号】CN201511020302
【发明人】王存文, 周俊锋, 刘存成, 马家玉, 覃远航, 吕仁亮, 汪铁林, 王为国, 陈苏芳, 冯魏良, 唐正姣, 张俊峰, 吴元欣
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月30日