用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方及工艺.pdf

本发明涉及一种用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方及工艺，属于肥料的制造领域。特点是：将富钾板岩矿石、石灰石，按钙硅摩尔比：[Ca/Si]＝2.0－2.3的比例放入球磨机→制粒机→回转窑煅烧炉→球磨机→溶出槽→过滤机后，一部分粗碳酸钾用于调整液的配制，另一部分经浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。另一部分经搅洗槽→烘干器→粉磨机后得硅肥。本发明能够将矿石中氧化铝的提取率达到60％以上，氧化钾的提取率达到80％以上，能将矿石中的硅元素转化成了硅肥，具有较高的经济附加值，符合国家环保和资源综合利用的政策，具有很好的经济效益和社会效益，本发明无废水，废渣产生，达到了资源综合利用的目的。

1、  用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方，包含有富钾板岩矿石、石灰石，其特征在于：其配方按重量百分比为：
富钾板岩矿石(SiO₂含量：35％-55％)：30-45％
石灰石(CaO含量：45％-56％)：55-70％
钙硅摩尔比：[Ca/Si]＝2.0-2.3。

2、  用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的工艺，其特征在于：
(1)将富钾板岩矿粉和石灰石，按以上配方在混料机中混合，配好的物料称为生料；
(2)将生料在制粒盘机上制成直径4-20mm的料球，然后经皮带和螺旋喂料机从窑尾加入回转窑煅烧炉，生料在回转窑煅烧炉升温，并经过时间大于15分钟，温度1180-1320℃的高温煅烧，生料烧成了熟料，熟料用球磨机粉碎到粒度80-150目备用；
(3)熟料中的钾和铝元素需要在特殊的液体中溶出，这种液体称为调整液，调整液是由后段工序含碳酸钾的母液和水配制的，调整液成分中K₂O应为20-38g/l；
(4)将熟料和调整液加入溶出槽中，液固比2.0～2.5，加温到60℃以上、搅拌20分钟以上，过滤得滤液用于提钾和铝元素，滤渣的成分主要为硅酸钙，将其洗涤、烘干、磨粉得硅肥；
(5)将滤液加入到分解槽中，通入浓度大于20％的CO₂气体，反应温度75-95℃，过滤得滤液为粗碳酸钾溶液，一部分用于调整液的配制，另一部分经浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。

用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方及工艺
一、技术领域
本发明涉及一种用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方及工艺，属于肥料的制造领域。
二、背景技术
富钾板岩的主要成分是钾长石和黑云母，是一种不溶性的钾、铝矿物，其中氧化钾含量为10.5％～13.5％，氧化铝含量为13％～19％，可作为生产钾盐、氧化铝等产品的主要矿物原料。目前世界各国生产钾盐产品，一般都以可溶性钾矿为原料，我国是一个可溶性钾资源、铝矾土资源都十分短缺的国家，而不溶性的钾矿资源却很丰富。
从七十年代，开始探索从含钾岩石(含正长岩类岩石)中提取碳酸钾及钾化合物的工作。主要地研究内容为，利用石灰烧结法或碱石灰烧结法、低温液相法等方法提取钾盐和铝盐，但钾和铝的提取率都不高，并且不能同时生产硅肥，不能利用矿石中的硅元素，所以经济效益不好，到现在还没有得以应用。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种既能生产钾盐、铝盐又可同时生产硅肥，并且钾、铝盐的提取率高，工艺简单，是一种用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的配方及工艺。
本发明的目的是这样实现的：
用富钾板岩提取碳酸钾并制备硅肥的配方，包含有富钾板岩矿石、石灰石，其特征在于：其配方按重量百分比为：
富钾板岩矿石(SiO₂含量：35％-55％)：30-45％
石灰石(CaO含量：45％-56％)：55-70％
钙硅摩尔比：[Ca/Si]＝2.0-2.3；
用富钾板岩提取碳酸钾、氢氧化铝并制备硅肥的工艺，其特征在于：
(1)将富钾板岩矿粉和石灰石，按以上配方在球磨机中混合，配好的物料称为生料；
(2)将生料在制粒盘机上制成直径4-20mm的料球，然后经皮带和螺旋喂料机从窑尾加入回转窑煅烧炉，生料在回转窑煅烧炉升温，并经过时间大于15分钟，温度1180-1320℃的高温煅烧，生料烧成了熟料，熟料在球磨机中粉碎到粒度80-150目备用；
(3)熟料中的钾和铝元素需要在特殊的液体中溶出，这种液体称为调整液，调整液是由后段工序中含碳酸钾的母液和水配制，调整液成分中K₂O控制为20-38g/l；
(4)将熟料和调整液加入溶出槽中，液固比2.0～2.5，加温到60℃以上，搅拌20分钟以上，过滤得滤液用于提钾和铝元素，滤渣的成分主要为硅酸钙，将其洗涤、烘干、磨粉得硅肥；
(5)将滤液加入到分解槽中，通入浓度大于20％的CO₂气体，反应温度75-95℃，过滤得滤液为粗碳酸钾溶液，一部分用于调整液的配制，另一部分经浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。
本发明具有以下优点：
(1)能够将富钾板岩(钾长石类矿物)全部利用，生产出碳酸钾、氢氧化铝和硅肥；
(2)能够将矿石中氧化铝的提取率达到60％以上，氧化钾的提取率达到80％以上；
(3)能将矿石中的硅元素转化成硅肥，具有较高的经济附加值，符合国家环保和资源综合利用的政策，有很好的经济效益和社会效益；
(4)本发明无废水，废渣产生，达到了资源综合利用的目的。
四、附图说明
附图为本发明的工艺流程图
五、具体实施方式
实施例1：
(1)取富钾板岩矿石(SiO₂含量：55％)：33吨；石灰石(CaO含量：54％)：67吨，将富钾板岩矿粉和石灰石在球磨机中进行物料混合。
(2)通过输送装置送入到制粒盘机中，在制粒盘机中制成直径10-12mm的料球，然后经皮带和螺旋喂料机从窑尾加入回转窑煅烧炉，生料在回转窑煅烧炉中升温，并经过1260-1300℃的高温煅烧30分钟后，由输送装置输送至球磨机中，由球磨机粉碎到粒度100-120目备用。
(3)用后段工序中的粗碳酸钾溶液配制调整液，调整液成分中K₂O为29-31g/l，将制备好的熟料粉与调整液加入到溶出槽中，调整液与熟料粉的比为2.3，溶出温度：85℃，溶出时间：40分，将物料输送到过滤机中过滤得滤液和滤渣；
(4)滤渣进入到搅洗槽中，用50℃水洗涤，再送入到烘干器中，在120℃的温度下，烘干30分、加入粉磨机磨粉到100目得硅肥；
(5)滤液加入到分解槽中，通入CO₂浓度大于38％的石灰窑气体，反应温度85℃，过滤得滤液为粗碳酸钾溶液，一部分用于调整液的配制，另一部分经蒸发浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。
实施例2：
(1)取富钾板岩矿石(SiO₂含量：45％)：34.1吨；石灰石(CaO含量：50％)：65.9吨，将富钾板岩矿粉和石灰石在球磨机中进行物料混合。
(2)通过输送装置送入到制粒盘机中，在制粒盘机中制成直径8-10mm的料球，然后经皮带和螺旋喂料机从窑尾加入回转窑煅烧炉，生料在回转窑煅烧炉中升温，并经过1260-1300℃的高温煅烧40分钟后，由输送装置输送至球磨机中，由球磨机粉碎到粒度100-120目备用。
(3)配制调整液成分中K₂O为25-28g/l，将制备好的熟料粉与调整液加入到溶出槽中，调整液与熟料粉的比为2.3，溶出温度：80℃，溶出时间：30分，将物料输送到过滤机中过滤得滤液和滤渣；
(4)滤渣进入到搅洗槽中，用60℃水洗涤，再送入到烘干器中，在120℃的温度下，烘干30分、加入粉磨机磨粉到100目得硅肥；
(5)滤液加入到分解槽中，通入浓度为25％的CO₂气体，反应温度75℃，过滤得滤液为粗碳酸钾溶液，一部分用于调整液的配制，另一部分经蒸发浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。
实施例3：
(1)取富钾板岩矿石(SiO₂含量：36％)：42.2吨；石灰石(CaO含量：54％)：57.8吨，将富钾板岩矿粉和石灰石在球磨机中进行物料混合。
(2)通过输送装置送入到制粒盘机中，在制粒盘机中制成直径12-16mm的料球，然后经皮带和螺旋喂料机从窑尾加入回转窑煅烧炉，生料在回转窑煅烧炉中升温，并经过1230-1280℃的高温煅烧20分钟后，由输送装置输送至球磨机中，由球磨机粉碎到粒度100-120目备用。
(3)配制调整液成分中K₂O为34-36g/l，将制备好的熟料粉与调整液加入到溶出槽中，调整液与熟料粉的比为2，溶出温度：88℃，溶出时间：30分，将物料输送到过滤机中过滤得滤液和滤渣；
(4)滤渣进入到搅洗槽中，用50℃水洗涤，再送入到烘干器中，在120℃的温度下，烘干30分、加入粉磨机磨粉到100目得硅肥；
(5)滤液加入到分解槽中，通入浓度为35％的CO₂气体，反应温度85℃，过滤得滤液为粗碳酸钾溶液，一部分用于调整液的配制，另一部分经蒸发浓缩、结晶得碳酸钾。过滤得滤渣为粗氢氧化铝，经拜耳法工艺提纯得氢氧化铝。