专利名称:用磷、钾矿石制造磷酸钾盐的制作方法
本发明是关于以磷矿石与硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、王水都不溶解的含钾岩石(以下称含钾岩石)共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料，采用化学化工的方法制造磷酸钾盐(或磷酸钾铵盐，下同)化工产品。
众所周知，磷酸钾盐是一种良好的高效复合肥料，在工业上也有用途，目前制取磷酸钾盐的方法很多，主要有以下几种(1)中和法用磷酸与氢氧化钾(或碳酸钾)中和反应制成。这种方法已用100多年，至今仍在采用，参见《无机盐工业》1983年9期1页。
(2)复分解法用磷酸与氯化钾复分解反应制成，参见《无机盐工业》1983年9期1页。
(3)直接法《化肥工业》1978年3期54页报导了用磷矿石、氯化钾、硫酸为原料制造磷酸钾盐的方法。
以上前两种方法均以磷酸、钾盐或钾碱为原料成本较高。第三种方法虽然直接采用磷矿石，但这种磷矿石必须是含磷品位高，铁、铝、镁杂质含量低或经过选矿处理的优质磷矿，而且仍需要成本较高，且不易得到的氯化钾为原料。
磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石，一般含磷品位低，铁、铝、镁杂质含量高，按一般生产湿法磷酸对磷矿石的评价标准在磷矿石中三氧化二铁+三氧化二铝与五氧化二磷之比×100%＜8%，氧化镁与五氧化二磷之比×100%＜3-5%，按此要求很多磷矿石都大大超过这个标准，磷钾共生矿石更是如此。对这类矿石一般难以加工处理，被认为是开采价值不大，至今很难加以利用。随着高品位磷矿石和可溶性钾盐矿的开采耗费，如何利用这类矿石逐渐引起了人们的重视，许多研究者在致力于这方面的研究国内有工厂曾用磷钾共生矿石经高温熔融水淬、粉碎后用磷酸或其他无机酸分解，制取磷酸钾盐，试验未取得成功;国内也有单位以类似矿石为原料，用硫酸钾与硫酸按二水物法生产湿法磷酸的方法直接制取磷酸钾盐(磷酸二氢钾)，由於矿石中的铁、铝杂质的影响，试验亦未取得成功。
本发明的目的是利用磷矿石与含钾岩石特别是从含磷品位低，铁、铝、镁杂质含量高的磷矿石与含钾岩石共生的磷钾矿石或这两种矿石分别存在的矿石中提取磷钾制造高含量的磷酸钾盐，这是现有技术没有的。
本发明的任务是提供一种以磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料制造磷酸钾盐的方法。其特征是(1)将磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或磷矿石原料矿石粉碎成100目-325目，用返回的稀磷酸或稀磷酸料浆进行反应得磷酸一钙，然后与浓度为10-98%的硫酸进行反应，反应温度为15℃～75℃，反应时间为20分钟至8小时，得磷酸酸分解液，酸分解渣为含钾岩石和含铁、铝杂质的石膏(硫酸钙)或为含铁、铝杂质的石膏，从而将磷钾共生矿中的磷与铁、铝杂质和含钾岩石或磷矿石中的磷与铁、铝杂质分开，排除了杂质对磷的危害。
(2)将酸分解渣或酸分解渣加含钾岩石粉(简称物料C)，将物料C1份(按重量计)配入石灰粉(或石灰石粉)1-5份(按重量计)制成提钾焙烧料，提钾焙烧料在700℃-1500℃高温下焙烧4小时-10分钟，或从焙烧直接制造水泥的尾气中回收硫酸钾或用水浸取焙烧后的提钾焙烧料，浸液为硫酸钾溶液，浸渣用作制水泥原料。
(3)到此为止，已制得磷酸和硫酸钾溶液。在制得磷酸和硫酸钾溶液之后，可按以下三种方法(按先后顺序命名为HK法、CK法、PK法)中的任意一种方法都可制造出磷酸钾盐产品。
①HK法将硫酸钾溶液加入等克分子氢氧化钙(石灰浆)反应制得氢氧化钾(同时得到石膏)，氢氧化钾与磷酸反应制得磷酸钾盐溶液，过滤进一步除去磷酸铁、铝杂质，浓缩结晶干燥得磷酸钾盐固体产品。
②CK法将磷酸一钙或按1个分子磷酸加入半个克分子氢氧化钙的比例反应生成磷酸一钙，再与硫酸钾反应生成石膏与磷酸钾盐溶液，过滤除去石膏，滤液浓缩加工成磷酸钾盐固体产品。
③PK法在磷酸中加入石灰乳(或石灰粉)悬浮液制取沉淀磷酸钙(CaHPO4·2H2O)，沉淀磷酸钙与硫酸反应制取磷酸(同时得到石膏)。按HK法制造的氢氧化钾与磷酸反应制得磷酸钾盐溶液，过滤进一步除去磷酸铁、铝、盐杂质，浓缩、结晶得磷酸钾盐固体产品。
在HK方法和PK方法中，若先控制加入氢氧化钾的量，而后再加入氢氧化铵代替部分氢氧化钾，进一步除去磷酸铁、铝杂质，再经浓缩结晶分离出母液则制得磷酸钾铵盐固体产品。
本发明方法过程中得到的沉淀磷酸钙、硫酸钾、石膏、氢氧化钾、磷酸、提钾焙烧料焙烧提钾后的尾渣或制成水泥都可作单独的产品使用或出售。
由於本发明有效地利用了磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石中的磷钾，不用或少用商品钾盐、钾碱，加之对原料矿石进行了综合利用，因而产品成本比其他方法大幅度降低。四川有一个磷钾共生矿，地质普查储量十多亿吨。
本发明的附图是用于描述本发明使用磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料制造磷酸钾盐的简易流程。
将返回的酸分解料浆或料液置于反应器(1)中，再加入磷钾共生矿石粉或磷矿石粉(线20)进行反应，然后加入硫酸(线21)反应，反应完成后分离出酸分解渣(线22)和磷酸酸分解液(线23);将物料C(线22、24)配石灰粉(或石灰石粉线25)在配料器(2)中配制成提钾焙烧料(线26)，将提钾焙烧料在高温炉(3)中焙烧，经焙烧后的提钾焙烧料(线27)在浸取槽(4)中用水(线28)浸取得硫酸钾溶液(线29)滤出尾渣(线30)，到此为止将制得的磷酸和硫酸钾，按前面所说的HK法、CK法、PK法三种方法中的任意一种方法都可制得磷酸钾盐固体产品。
以HK法为例，在附图浸取槽(5)中将制得的硫酸钾与等克分子的氢氧化钙(石灰料浆线31)反应制取氢氧化钾(线32)，石膏(线33)被除去，由氢氧化钾与反应器(1)制得的磷酸在反应器(6)中制取磷酸钾盐溶液，並进一步除去磷酸铁、铝杂质，经浓缩结晶分离出母液得磷酸钾盐固体产品(线34)。
实施例按本发明附图的流程及其说明，将返回的含有磷酸的酸分解液加入5000毫升烧杯中，再加入主要化学组成为附表1细度为100目-325目的磷钾共生矿粉1000克进行预反应，然后再加入硫酸反应制得磷酸，酸分解渣配料焙烧制得氢氧化钾，最后将磷酸和氢氧化钾反应制得磷酸钾盐固体产品221克，外观为白色晶体，其主要化学组成见附表2。
本发明不受本实施例的限定范围。
权利要求
1.用磷、钾矿石制造磷酸钾盐，其特征在于以磷矿石与硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、王水都不溶解的含钾岩石(简称含钾岩石)共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料，先用硫酸分解磷钾共生矿石粉或磷矿石粉，制得磷酸酸分解液和酸分解渣，将酸分解渣或酸分解渣加含钾岩石粉(即物料C)配入石灰粉(或石灰石粉)制备提钾焙烧料，提钾焙烧料经高温焙烧或从焙烧直接制造水泥的尾气中回收硫酸钾，或用水浸取经焙烧后的提钾焙烧料制得硫酸钾，将硫酸钾与氢氧化钙(石灰浆)反应制取氢氧化钾，由氢氧化钾与制得的磷酸反应制得磷酸钾盐固体产品；或在制得的磷酸中按1个克分子磷酸加入半个克分子氢氧化钙的比例制取磷酸二氢钙，再与制得的硫酸钾反应制得磷酸钾盐固体产品；或由制得的磷酸加入石灰乳(或石灰石粉)悬浮液制取沉淀磷酸钙，再加硫酸与沉淀磷酸钙反应制取磷酸，磷酸与前制得的氢氧化钾反应制得磷酸钾盐固体产品。
2.根据权利要求
1的方法，其特征在于分解原料矿石加入硫酸的浓度为10-98%。
3.根据权利要求
1和2的方法，其特征在于提钾焙烧料的配料比是物料C∶石灰粉(或石灰石粉)＝1(按重量计)∶1-5(按重量计)。
4.根据权利要求
3的方法，其特征在于提钾焙烧料的焙烧温度是700℃-1500℃。
5.根据权利要求
1的方法，其特征在于氢氧化钾与磷酸反应过程中控制加入氢氧化钾的量，并加入氢氧化铵得磷酸钾铵盐固体产品。
6.根据权利要求
1的方法，其特征在于制得的沉淀磷酸钙、硫酸钾、石膏、氢氧化钾、磷酸、提钾焙烧料焙烧提钾后的尾渣都可作单独的产品使用或出售。
专利摘要
用磷、钾矿石制造磷酸钾盐，其特征是磷矿石与酸不溶含钾岩石共生的磷钾矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料，用磷酸、硫酸处理，制得酸分解液和酸分解渣，将酸分解渣配石灰(或石灰石)粉或加含钾岩石粉制成提钾烧料，该烧料在焙烧制水泥尾气中回收硫酸钾或焙烧后用水浸出硫酸钾，将制得的酸分解液与硫酸钾经不同的化学方法处理制得磷酸钾盐产品，产品主要作肥料用，矿石尾渣制水泥。
文档编号C05D1/00GK85102311SQ85102311
公开日1986年9月17日 申请日期1985年4月1日
发明者杨广荣 申请人:杨广荣导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan