用微波窑从钾长石中提取可溶性钾的工艺的制造方法与工艺

用微波窑从钾长石中提取可溶性钾的工艺【技术领域】本发明涉及微波高温冶炼技术领域，涉及一种用微波窑从钾长石中提取可溶性钾的工艺。【

背景技术：
】钾矿分为不可溶性钾矿资源和可溶性钾矿资源。世界可溶性钾矿资源总量约2000亿吨，而我国可溶性钾矿储量只有约2.5亿吨，仅仅占世界总储量的1.6％。我国的可溶性钾矿资源贫乏导致钾产品需求缺口大，目前乃至今后相当长一段时间，都需从国外进口大量钾产品。但是，我国不可溶性钾矿（例如钾长石）资源却很丰富，不仅分布地域广，而且储量大，总资源储量超过千亿吨。因钾矿石中含钾为不溶性，提取运用相当困难。其具有稳定的Si-Al-O三维网状结构，晶格不易被破坏，具有较高的热稳定性。用一般的酸、碱来做溶解介质工艺能耗高、钾溶出率低，相对于国外进口钾产品价格，没有工业生产价值。换言之，就是用高温或酸、碱等方法虽然能从钾长石中溶出钾来，但是没有市场、没有价值。二十世纪60年代初，我国就开始研究利用钾长石制取钾肥，先后进行了数十种工艺方法的研究，如烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法、酸碱加湿加压法、低温分解法等。这些提钾方法在实验中虽然成功了，但都存在生产工艺复杂、综合效益差、环保不过关、成本高等难题，至今没有能够进行规模化的工业应用。因此，如何研发一种提钾新工艺，以低成本将不溶性钾矿（钾长石）资源转换成为可溶性钾资源，实现不可溶性钾资源的综合利用，对改善我国长期缺钾的现状，具有重大的战略意义和现实意义，还能从根本上解决我国钾产品长期依赖进口的局面。微波加热作为一种新型加热方式，利用微波与物质之间的特殊耦合作用产生热量，实现物料的整体内外同时快速加热，这种特性在一定温度和添加剂的辅助下，打开了钾长石坚固的网状晶格结构，使钾能快速高效地分解出来，溶出率达到95%以上。但现有的推板窑、隧道窑均是从顶部或顶部及两个侧面三个方向微波发射，这样会导致微波磁场不均匀，严重影响产能及产品质量。此外现有的微波反应器一般设置在炉体底部，因而靠底部的物料升温慢，升温不均匀，从而影响反应效果。【

技术实现要素：
】针对上述问题，本发明的目的是提供一种用微波窑从钾长石中提取可溶性钾的工艺。本发明的技术方案之一：微波窑，包括设有进料口和出料口的窑体，窑体分为预热段、加热段和冷却段，窑体内设置有密封腔和隔离腔，密封腔与隔离腔之间设置有隔离层，其特征在于，所述窑体加热段的四周均匀布设有多个微波辐射源，每个微波辐射源连接有一个环形器和一个微波波导管；在窑体内横向设有齿条，齿条的两端分别安装在位于窑体外的支撑座上；在窑体中部的两侧设有导向槽，导向槽内设有多个与窑体配套使用的反应器；每个反应器的外沿设有凸台，在凸台的四角设有滚轮，每个反应器通过各自的滚轮在窑体两侧的导向槽内滑行；反应器上还设有多个通气孔，反应器底部安装有搅拌器，搅拌器的下部安装有齿轮，齿轮与窑体内的齿条相啮合。作为一个优选方案，所述搅拌器为带辐射状凸起的圆盘。本发明的技术方案之二：用微波窑从钾长石中提取可溶性钾的工艺，其特征在于，包括如下具体步骤：（1）粉碎制浆：准确称量碱及钾长石，碱、钾长石的重量比为1-5:3，备用；接着将钾长石破碎磨粉至100-400目，得钾长石粉；然后用皮带输送机将钾长石粉和碱送入料浆搅拌桶内，并添加水，固液重量比为1：1-3，搅拌制成料浆，经泵打入料浆储备槽中，备用；（2）微波煅烧：将步骤（1）中备用的料浆送入微波窑内煅烧，在800～1300℃条件下焙烧1～3h，得熟料；微波窑煅烧过程中产生的水蒸气、二氧化碳和碱尘经炉气引风机送至洗涤横管，在洗涤横管的作用下洗涤气体中的碱尘，碱尘经过冷凝塔后回收利用，除碱尘的气体冷却后备用；（3）球磨水浸：经微波窑煅烧后高于500℃的熟料直接倒入水中进行球磨水浸，球磨水浸后，采用压滤机压滤，进行固液分离，得水浸渣和水浸液，其中水浸渣经2-5次水洗后作为工业填充料原料送入干燥车间干燥后装袋，或进一步将滤渣加工成炭黑，而水浸液进行脱硅、过滤除杂处理，备用；（4）碳分：往过滤除杂后的水浸液中通入微波煅烧中产生的除碱尘气体，进行碳分处理，水浸液中的Al逐渐以Al(OH)3的形式沉淀下来，碳分进行到溶液中的pH=8.0为止，碳分完毕进行固液分离，滤渣Al(OH)3用清水2-5次洗涤、干燥、包装后送入成品库，滤液待下一步处理；（5）分离或合成：碳分后固液分离得到的滤液成分主要是K2CO3和Na2CO3，或是通过分离设备使滤液中K2CO3和Na2CO3分别结晶分离出来，其中K2CO3经水洗、干燥包装后送入成品库，而Na2CO3晶体和洗涤回收的碱尘一起进入粉碎制浆工序中，进行循环利用；或是直接与磷酸混合，采用中和法生产磷酸二氢钾化肥产品。作为一个优选方案，粉碎制浆步骤中的碱为Na2CO3或为Na2CO3与NaOH的混合物。工艺中所得到的氢氧化铝、碳酸钾或磷酸二氢钾用编织袋包装入库，尾料作为塑料填充剂、陶瓷和建材原料，或加工成炭黑。相比现有技术而言，本发明的有益效果：（1）本发明采用自主研发的微波窑，在其加热段四周设置微波辐射源，可以形成360度微波辐射，使得微波磁场更均匀；与其配套使用的反应器位于窑体中部，与四周加热区的距离更加均匀，反应效果更好；当反应器向前滑行时，搅拌器下部的齿轮与齿条啮合，从而带动搅拌器旋转，使反应器内的物料受热更充分。在一定温度和添加辅助剂的条件下，将含钾长石中的不溶钾转化为可溶性钾，溶出率达95%以上，且总成本降低到传统方法的1/3-1/4，具有市场竞争力，并可进行大规...