一种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺的制作方法
【专利摘要】一种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，包括以下步骤：（1）将钾长石矿磨细至-100~-400目；（2）将钾长石矿物磨细后，与强碱溶液混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应；（3）加入水进行溶浸，搅拌0.5~24h，固液分离；（4）加入相当于原料钾长石质量0.2~1倍的沸石，搅拌0.5~4h使沸石吸附钾离子析出；（5）将步骤（4）所得吸附了钾离子的沸石，加入无机酸或钠盐溶液，搅拌1h~24h，然后固液分离；（6）将固相，清水洗涤2次，100~300℃烘干0.5~4h，循环利用；（7）将步骤（5）所得液相，蒸发结晶，制得合格钾肥。本发明实现了较低温度下钾长石分解，降低了能耗；工艺流程短，设备简单，投资低，生产成本低。
【专利说明】—种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钾长石分解母液制备钾肥的工艺，尤其是涉及一种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺。
【背景技术】
[0002]我国钾盐矿资源贫乏，但钾长石资源丰富，分布广泛，储量大，且含钾量较高，一般大于10% (以氧化钾计)，是进行综合利用生产钾盐的较理想原料。钾长石矿是SfAfO架状结构、其分子式为K[AlSi308]，它的组成是网状结构，极其稳定，常温常压下几乎不被酸、碱所分解，因此，钾长石的开发利用受到限制。
[0003]目前已有大量的文献资料对钾长石的开发利用进行介绍，比较经典的分解钾长石方法为高温煅烧、离子交换、氢氟酸分解法等，但由于这些方法均存在工艺能耗高，污染严重，经济成本高，工艺复杂等缺陷，都无法得到工业上的应用。水热碱法是目前公认的比较有工业应用前途的分解钾长石方法。水热碱法得到的分解母液含有大量硅、钾与碱性物质，少量铝、铁等杂质，本发明针对水热碱法得到的分解母液，提出一种采用吸附法制备钾肥的工艺路线。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种工艺流程短，设备简单，投资低，生产成本低的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，包括以下步骤:
(1)将钾长石矿磨细至-10`0~-400目；
(2)将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为20Wt9T60wt%的强碱(优选氢氧化钠)溶液按质量比为，钾长石:强碱溶液=1.0:0.5~2.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为100°C~300°C，压力为2MPa~6MPa，反应时间为lh~24h (优选4~8h)；
(3)往步骤(2)反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉的质量0.5~10倍(优选广3倍)的水进行溶浸，搅拌0.5~24h，将可溶性钾盐溶解至液相，固液分离；
(4)往步骤(3)所得液相中加入相当于原料钾长石质量0.2^1倍的沸石，搅拌0.5^4h使沸石吸附钾离子析出；固液分离，分离出吸附有钾离子的沸石；
(5)往步骤(4)所得吸附有钾离子的沸石中加入相当于沸石质量0.8^1.2倍的质量浓度为5wt9T49wt%的无机酸或钠盐溶液，搅拌ltT24h (优选1.5tT4h)，将沸石吸附的钾离子转移到液相中，然后固液分离；
(6)将步骤(5)所得固相用清水洗涤，然后于10(T30(TC烘干0.5~4h，再返回步骤(4)循环利用；
(7)将步骤(5)所得液相，蒸发结晶，制得合格钾肥。
[0006]进一步，步骤(3)中，所述溶浸所用的水，也可用低钾或低硅母液代替。[0007]进一步，步骤(5)中，所述沸石为斜发沸石、丝光沸石、方沸石、菱沸石中的一种或几种。
[0008]进一步，步骤(5)中，所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
[0009]进一步，步骤(5 )中，所述钠盐溶液为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的一种或几种。
[0010]本发明以水热碱法分解钾长石后的母液为原料，通过加入不同无机酸或钠盐溶液，可在步骤(5)中制备不同品种的钾肥；在步骤(6)得到沸石，通过活化后可循环利用。
[0011]研究表明，沸石可以选择性的吸附钾离子，而排除大量硅与碱性物质，少量铝、铁等杂质的吸附。
[0012]本发明的优点在于:1)实现了较低温度下钾长石分解，降低了能耗；2)工艺流程短，设备简单，投资低，生产成本低；3)沸石循环使用，降低了成本；4)本发明工艺钾离子(以K2O计)收率高达85%。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0014]实施例1
本实施例包括以下步骤:
将钾长石矿磨细至-100目；将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为20wt%的氢氧化钠溶液按钾长石:强碱溶液质量比为1:0.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为100°C，压力为2MPa，反应时间为4h ;往反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉质量0.5倍的水进行溶浸，搅拌0.5h ;得到物料进行固液分离，往所得液相中加入相当于原料钾长石质量0.2倍的沸石，搅拌4h，使沸石充分吸附钾离子析出；固液分离，将得到的吸附了钾离子的沸石，加入相当于沸石质量0.8倍的质量浓度为35wt%的盐酸，搅拌lh，过滤分离，滤液蒸发结晶，干燥制得氯化钾；沸石通过清水洗涤两次，在10(TC下烘4h，循环使用。
[0015]本实施例K2O收率为76wt%。氯化钾产品质量符合国标GB 6549~2011合格品要求，K2O含量为57%，钙镁合量为3%。
[0016]实施例2
本实施例包括以下步骤:
将钾长石矿磨细至-100目，将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为40wt%的氢氧化钠溶液按钾长石:强碱溶液质量比为1:1.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为200°C，压力为4MPa，反应时间为Ih ;反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉质量3倍的水进行溶浸，搅拌5h ;得到物料进行固液分离，往液相中加入相当于原料钾长石质量0.6倍的沸石，搅拌2h，使沸石吸附钾离子析出；固液分离，将得到的吸附后沸石与相当于沸石质量I倍的质量浓度为49wt%的硫酸溶液混合，搅拌12h过滤分离，滤液蒸发结晶，干燥制得硫酸钾；沸石通过清水洗涤两次，在120°C下烘干3h，循环使用。
[0017]本实施例K2O收率为82wt%。硫酸钾产品质量符合国标GB 20406~2006合格品要求，K2O含量为57%，钙镁合 量为3%。
[0018]实施例3
本实施例包括以下步骤:将钾长石矿磨细至-200目，将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为60wt%的氢氧化钠溶液按钾长石:强碱溶液质量比为1:2.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为300°C，压力为6MPa，反应时间为24h ;往反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉的质量10倍的水进行溶浸，搅拌0.5h ;得到物料进行固液分离，往所得液相中加入相当于原料钾长石质量0.8倍的沸石，搅拌0.5h，使沸石充分吸附钾离子析出；固液分离，将得到的吸附了钾离子的沸石与相当于沸石质量的1.2倍的质量浓度25wt%硫酸溶液混合，搅拌12h过滤分离，滤液蒸发结晶，干燥制得硫酸钾；沸石通过清水洗涤两次，在150°C下烘2h，循环使用。
[0019]本实施例K2O收率为85wt%。硫酸钾产品质量符合国标GB 20406~2006合格品要求，K2O含量为50%，钙镁合量为3%。
[0020]实施例4
本实施例包括以下步骤:
将钾长石矿磨细至-400目，将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为40wt%的氢氧化钾溶液按钾长石:强碱溶液质量比为1:1.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为200°C，压力为4MPa，反应时间为4h ;反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉质量I倍的水进行溶浸，搅拌0.5h，得到物料进行固液分离；往所得液相中加入相当于原料钾长石质量I倍的沸石，搅 拌2h，使沸石充分吸附钾离子析出；固液分离，将得到的吸附了钾离子的沸石与相当于沸石质量的1.2倍量质量浓度为45wt%的硝酸溶液混合，搅拌24h，过滤分离，滤液蒸发结晶，干燥制得硝酸钾；沸石通过清水洗涤两次，在30(TC下烘干0.5h，循环使用。
[0021]本实施例K2O收率为81wt%。产品质量符合国标GB 1918~2011合格品要求，硝酸钾含量为99%。
[0022]实施例5
本实施例包括以下步骤:
将钾长石矿磨细至-400目，将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为40wt%的氢氧化钾溶液按钾长石:强碱溶液质量比为1:1.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为200°C，压力为4MPa，反应时间为4h ;反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉质量I倍的水进行溶浸，搅拌0.5h，得到物料进行固液分离；往所得液相中加入相当于原料钾长石质量I倍的沸石，搅拌2h，使沸石充分吸附钾离子析出；固液分离，将得到的吸附了钾离子的沸石与相当于沸石质量的1.2倍量质量浓度为45wt%的硝酸钠溶液混合，搅拌24h，过滤分离，滤液蒸发结晶，干燥制得硝酸钾；沸石通过清水洗涤两次，在30(TC下烘干
0.5h，循环使用。
[0023]本实施例K2O收率为80wt%。产品质量符合国标GB 1918~2011合格品要求，硝酸钾含量为99%。
【权利要求】
1.一种吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)将钾长石矿磨细至-100~-400目； (2)将钾长石矿物磨细后，与质量浓度为20Wt9T60wt%的强碱溶液按质量比为，钾长石:强碱溶液=1.0:0.51.5的比例混合均匀，然后在高压容器内进行水热反应，反应温度为100°C~300°C，压力为2MPa~6MPa，反应时间为lh~24h ； (3)往步骤(2)反应得到的物料中加入相当于原钾长石矿粉的质量0.5^10倍的水进行溶浸，搅拌0.5~24h，将可溶性钾盐溶解至液相，固液分离； (4)往步骤(3)所得液相中加入相当于原料钾长石质量0.2^1倍的沸石，搅拌0.5^4h使沸石吸附钾离子析出；固液分离，分离出吸附有钾离子的沸石； (5)往步骤(4)所得吸附有钾离子的沸石中加入相当于沸石质量0.8^1.2倍的质量浓度为5wt9T49wt%的无机酸或钠盐溶液，搅拌ltT24h，将沸石吸附的钾离子转移到液相中，然后固液分离； (6)将步骤(5)所得固相用清水洗涤，然后于10(T30(TC烘干0.5~4h，再返回步骤(4)循环利用； (7)将步骤(5)所得液相，蒸发结晶，制得合格钾肥。
2.根据权利要求1所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述强碱溶液为氢氧化钠。
3.根据权利要求1或2所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，步骤(2)中，反应时间为4~8h`。
4.根据权利要求1或2所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，步骤(5)中，所述沸石为斜发沸石、丝光沸石、方沸石、菱沸石的一种或几种组合。
5.根据权利要求1或2所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥工艺，其特征在于，步骤(3)溶浸所用的水，用低钾或低硅母液代替。
6.根据权利要求1或2所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，步骤(5)中，所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的吸附法由钾长石分解母液制备钾肥的工艺，其特征在于，步骤(5)中，所述钠盐溶液为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的一种或几种。
【文档编号】C05D1/04GK103864472SQ201410065929
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】谢超, 曾召刚, 高文远, 汤建良, 郑贤福, 向辉 申请人:化工部长沙设计研究院