本发明涉及一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，属于冶金化工领域。
背景技术：
茄子别名:茄、矮瓜、吊菜子、落苏、青茄、紫茄、白茄，草本或亚灌木植物，高达1米。茄子属于茄科家族中的一员，是为数不多的紫色蔬菜之一，也是餐桌上十分常见的家常蔬菜。可食用部分为93％。每100g中含能量88kj,水分93.4g,蛋白质1.1g、脂肪0.2g,膳食纤维1.3g,碳水化合物3.6mg、胡萝卜素50μg、视黄醇当量8μg、硫胺素0.02mg、核黄素0.04mg、尼克酸0.6mg；维生拿c5mg,维生家e1.13mg；钾142mg,5.4mg,钙24mg,镁13mg、铁0.5mg,锰0.13mg、锌0.23mg,铜0.1mg,磷2mg、硒0.485g。药用成分有龙葵碱等。磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙(caso4)，其含量一般可达到70～90％左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾资源，属单斜晶系，通常呈肉红黄白等色，其理论成分为sio264.7％、al2o318.4％、k2o16.9％，其平均氧化钾含量约k2o11.63％，其储量约达79.14亿t，主要用于玻璃、陶瓷，还可用于制取钾肥，质量较好的钾长石用于制造电视显像玻壳等。现目前，茄子种植使用的肥料中，主要是以钾肥和钙肥作为主要基肥，混合尿素、磷酸一铵、硼酸、硫酸镁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、亚硒酸钠和腐植酸等成分后制备而成，而常规的钾肥和钙肥是纯钾素肥料和钙素肥料，如氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾和硝酸钙、硫酸钙和磷酸二氢钙等，这类的纯元素的钾钙基肥制备成本较高，为此，由于磷石膏和钾长石中分别含有大量的钙元素和钾元素，同时，磷石膏作为磷酸制备时的废渣会对环境造成严重的破坏，而钾长石作为主要的一种钾石盐矿，在自然界中的含量较大，使用成本均较低，使得磷石膏和钾长石成为了制备钾钙基肥的新选择。但是，现目前在磷石膏和钾长石制备肥料的工艺中，是直接将磷石膏和钾长石粉碎后与其他成分混合后进行制备，由于磷石膏中含有大量的硫元素，而钾长石中含有大量的铝离子，铝离子进入土壤中后容易形成氢氧化铝，使土壤中释放出氢离子，破坏土壤的酸碱性，影响作物的生长，同时，铝元素和硫元素没有得到进一步的回收利用，大大降低了磷石膏和钾长石的附加值。为此，本研究者通过对钾长石和磷石膏的成分含量以及化学特性进行分析，研究了一种磷石膏和钾长石的综合处理工艺，能够大大提高磷石膏和钾长石的附加值，使其有价成分得到充分利用，并且结合茄子的生长需要，制作了茄子专用肥，其中通过本工艺处理后对铝离子进行了回收处理，大大降低了专用肥对茄子种植地土壤酸碱性的破坏作用，对废渣磷石膏和钾长石的利用提供了一种新思路。发明目的本发明的目的在于，提供一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺。本发明将钾长石结合磷石膏进行综合利用，具有提高钾长石和磷石膏的附加值，制备的茄子专用肥对茄子种植地土壤酸碱性的破坏作用小，铝回收率和纯度高的特点。本发明的技术方案一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，其特征在于，包括如下步骤：a、将钾长石粉碎至140-200目后与磷石膏、添加剂和改性剂混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为0.8-2：1，添加剂的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的14-22％；将生料送入窑内焙烧，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝焙烧，制得氧化铝；d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，将硫化物焙烧，产生的烟气送入硫酸制备系统中制备硫酸；e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣100-120份，加入搅拌机中，再向混料机中加入80-100份尿素、50-70份磷酸一铵、5-10份硼酸、0.1-0.4份硫酸镁、0.05-0.1份硫酸铁、0.02-0.04份硫酸锰、0.04-0.1份硫酸锌、0.4-0.8份亚硒酸钠和10-20份腐植酸进行搅拌，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤a中，所述的钾长石中按质量百分比计，包括有k2o10-18％、al2o316-20％和sio260-70％；所述的添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述的改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤a中，所述的窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤a中，所述的生料是在温度800-1300℃下焙烧2-6小时。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，所述溶出时的液固体积比为4-8:1。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤c中，焙烧的温度为900-1000℃，时间为2-4小时。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤d中，是将浮选出的硫化物置于40-44％的富氧环境下，在800-1000℃下焙烧1-3小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤e中，所述搅拌的时间为10-20分钟。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤e中，按重量份计，所述茄子专用肥包括105-115份残渣、85-95份尿素、55-65份磷酸一铵、6-9份硼酸、0.2-0.3份硫酸镁、0.06-0.9份硫酸铁、0.025-0.035份硫酸锰、0.06-0.08份硫酸锌、0.5-0.7份亚硒酸钠和13-17份腐植酸。前述的钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，按重量份计，所述茄子专用肥包括110份残渣、90份尿素、60份磷酸一铵、7.5份硼酸、0.25份硫酸镁、0.075份硫酸铁、0.03份硫酸锰、0.07份硫酸锌、0.6份亚硒酸钠和15份腐植酸。本发明中，磷石膏和钾长石反应、重组的原理如下反应式所示：caso4(磷石膏)+k2o·sio2·al2o3(钾长石)+添加剂+改性剂→na2o·al2o3+cao·sio2↓+【s】从该反应式可知，用磷石膏中的cao与钾长石中的sio2生成原硅酸钙(2cao·sio2↓)后，得到可溶性极好的铝酸钠(na2o·al2o3)，其中的【s】为硫化物，主要为硫化铁和硫化钾等。有益效果1、本发明利用磷石膏和钾长石作为主要原料，添加改性剂和添加剂焙烧后水磨溶出、固液分离，向分离得到的液体通入co2气体后，即可回收铝，分离得到的滤渣经浮选得硫化物，硫化物焙烧的烟气通入浓硫酸中即可得到硫酸，浮选残渣添加其他肥料组分混合均匀即可得到茄子专用肥，工艺简单，原料成本低，开辟了磷石膏和钾长石综合利用的新方向。同时，由于本工艺不仅对钾长石中的铝进行了有效回收，还回收了酸并制备了茄子专用钾钙肥，大大提高了磷石膏和钾长石的附加值。2、本发明将钾长石和磷石膏与添加剂和改性剂混合焙烧后固液分离，再将固液分离得到滤渣浮选出硫化物后，浮选后的残渣中含有大量的钾和钙，可直接做钾钙基肥使用，根据茄子的需肥要求，合理配以尿素、磷酸一铵、硼酸、硫酸镁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、亚硒酸钠和腐植酸并混匀，造粒，即可制得茄子专用肥，该肥十分适用于茄子的种植，且钾长石中的铝得到了回收，避免了金属铝离子对土壤的破坏，提高了茄子专用肥的肥效。3、本发明先将钾长石、磷石膏、添加剂和改性剂进行焙烧，焙烧后产物不含有机物，易于分离，再经水磨溶出和固液分离后即可得到成分分明的产物，产物主要为硅酸盐、金属硫化物和铝酸钠，在分离得到的液体中几乎只含有极易溶于水的铝酸钠，通入co2后即可回收高纯度的铝产品，同时本方法具有很高的铝回收率。为检测本发明的效果，发明人做了如下实验：分别对实施例1-5中所制得的氧化铝的回收率和纯度进行检测，结果如表1所示：表1项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5回收率/％96.295.895.796.396.1纯度/％99.399.299.199.599.3分别使用实施例1-5所制得的茄子专用肥对苏州长茄茄子地进行施肥，同时，利用钾长石直接混合尿素、磷酸一铵、硼酸、硫酸镁、硫酸铁、硫酸锰、硫酸锌、亚硒酸钠和腐植酸后制作成对照组1进行施肥，利用普通复合肥作为对照组2进行施肥，普通复合肥的主要成分为尿素、磷铵和氯化钾，其中氮、磷和钾有效养分含量≥25％；施肥方式是在酸碱性相同的同一片茄子地分区域用各组肥料分别进行常规施肥至茄子成熟，期间分五次测量相应茄子地土壤的ph值；同时，在收获结束后，计算平均单果重量和亩产量。其结果如表2所示：表2项目单果重(g/个)亩产量(kg)ph值范围实施例110931276.6-7.6实施例211031186.5-7.5实施例311231546.6-7.4实施例411331226.5-7.3实施例511131366.4-7.4对照组19328346.1-6.9对照组210128976.5-7.4从表2可以看出，使用本发明的肥料后，茄子的质量和产量均有明显的提高，这是因为土壤的酸碱性没有遭到破坏，该区间内的ph值的土壤更加利于茄子对钾、钙等肥料元素的吸收，因此，增加了产量。而直接利用钾长石和磷石膏混合其他元素后制成的肥料在施肥后，破坏了土壤的酸碱平衡，使土壤呈弱酸性，不利于肥效的吸收，降低了茄子的产量。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。本发明的实施例下列实施例中的钾长石中，按质量百分比计，主要成分为包括有k2o10-18％、al2o316-20％和sio260-70％。实施例1：一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤如下：a、将钾长石粉碎至140目后与磷石膏、碳酸钠和碳混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为0.8：1，碳酸钠的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的14％；将生料送入工业隧道窑内，在800℃下焙烧6小时，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，控制溶出时的液固体积比为4:1，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝在900℃下焙烧4小时。d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，硫化物置于40％的富氧环境下，在800℃下焙烧3小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣100份，加入搅拌机中，再向混料机中加入80份尿素、50份磷酸一铵、5份硼酸、0.1份硫酸镁、0.05份硫酸铁、0.02份硫酸锰、0.04份硫酸锌、0.4份亚硒酸钠和10份腐植酸进行搅拌，搅拌10分钟，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。实施例2：一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤如下：a、将钾长石粉碎至200目后与磷石膏、碳酸钠和碳混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为2：1，碳酸钠的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的22％；将生料送入工业隧道窑内，在1300℃下焙烧2小时，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，控制溶出时的液固体积比为8:1，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝在1000℃下焙烧2小时。d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，硫化物置于44％的富氧环境下，在1000℃下焙烧1小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣120份，加入搅拌机中，再向混料机中加入100份尿素、70份磷酸一铵、10份硼酸、0.4份硫酸镁、0.1份硫酸铁、0.04份硫酸锰、0.1份硫酸锌、0.8份亚硒酸钠和20份腐植酸进行搅拌，搅拌20分钟，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。实施例3：一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤如下：a、将钾长石粉碎至160目后与磷石膏、碳酸钠和碳混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为1.2：1，碳酸钠的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的16％；将生料送入工业隧道窑内，在900℃下焙烧5小时，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，控制溶出时的液固体积比为5:1，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝在930℃下焙烧3.5小时。d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，硫化物置于41％的富氧环境下，在850℃下焙烧2.5小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣105份，加入搅拌机中，再向混料机中加入85份尿素、55份磷酸一铵、6份硼酸、0.2份硫酸镁、0.06份硫酸铁、0.025份硫酸锰、0.06份硫酸锌、0.5份亚硒酸钠和13份腐植酸进行搅拌，搅拌12分钟，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。实施例4：一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤如下：a、将钾长石粉碎至180目后与磷石膏、碳酸钠和碳混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为1.6：1，碳酸钠的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的20％；将生料送入工业隧道窑内，在1200℃下焙烧2.5小时，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，控制溶出时的液固体积比为7:1，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝在980℃下焙烧2.2小时。d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，硫化物置于43％的富氧环境下，在950℃下焙烧2.5小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣115份，加入搅拌机中，再向混料机中加入95份尿素、65份磷酸一铵、9份硼酸、0.3份硫酸镁、0.9份硫酸铁、0.035份硫酸锰、0.08份硫酸锌、0.7份亚硒酸钠和17份腐植酸进行搅拌，搅拌18分钟，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。实施例5：一种钾长石和磷石膏回收铝副产茄子专用肥的工艺，步骤如下：a、将钾长石粉碎至170目后与磷石膏、碳酸钠和碳混合制成生料，控制生料中磷石膏和钾长石的重量比为1.4：1，碳酸钠的添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的18％；将生料送入工业隧道窑内，在1050℃下焙烧4小时，制得熟料；b、将步骤a制得的熟料水磨后溶出，控制溶出时的液固体积比为6:1，并进行固液分离；c、向步骤b中固液分离得到的液体中加入co2气体至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干，得氢氧化铝，将所得的氢氧化铝在950℃下焙烧3小时。d、将步骤b中固液分离得到的滤渣浮选，浮选出硫化物，硫化物置于42％的富氧环境下，在900℃下焙烧12小时，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后用浓硫酸吸收制得硫酸e、按重量份计，取步骤d中浮选剩余的残渣110份残渣，加入搅拌机中，再向混料机中加入90份尿素、60份磷酸一铵、7.5份硼酸、0.25份硫酸镁、0.075份硫酸铁、0.03份硫酸锰、0.07份硫酸锌、0.6份亚硒酸钠和15份腐植酸进行搅拌，搅拌15分钟，然后风干，再投入造粒机中造粒，即可制得茄子专用肥。当前第1页12