[发明专利]一种含钾页岩综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿产资源的综合利用技术领域，尤其是涉及一种含钾页岩综合利用的方法。

背景技术

含钾页岩的主要成分是钾长石，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，其主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、K₂O等。我国从二十世纪60年代初起就开始利用钾长石制取钾肥的研究，先后进行了数十种工艺研究，主要有烧结法、高温熔融法、低温分解法。烧结法是利用石灰石和煤炭作原料，经过粉碎，成球后在立窑锻烧，使其中的氧化钾转化成水溶性。该种方法生产成本低，但生产过程中能耗大，且钾长石中的钾转化率较低，仅为60-80％，产品钾含量低，使其推广受到阻碍。高温熔融法在生产钙镁磷肥的基础上，配比25-30％的钾长石，高温熔融(1200-300℃)制得钙镁磷钾复合肥，其产品含有效磷(P₂O₅)10-14％，可溶性钾(K₂O)4-5％，该方法生产成本低。低温分解法钾长石原料经过额式破碎机粉碎到6mm以下，雷蒙磨将矿物粉碎到100网目以下，由胶带运输机将矿物运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打人加温加压炉中，炉中温度控制在100～200℃，经过一定时间后，从炉中流出进入池中与Na₂SO₄混合浸泡，通过结晶、固液分离等工艺，得到K₂SO₄、NaOH工业原料。含氟酸分解法是利用氟化铵或者含氟酸分解不溶性含钾岩石生产硫酸钾，氟离子与硅结合为氟硅化合物，实现不溶性含钾岩石的可溶性。

烧结法、高温熔融法、低温分解法等存在工艺复杂、回收率低、仅利用了钾元素等不足之处。含氟酸分解法能利用含钾页岩中的各种元素，但生产过程中有氟的损失，排放的氟化物会给环境带来污染。

在一些经济欠发达地区，直接将含钾页岩破碎后加入农家肥中作为混合钾肥使用，该方法虽然简单、经济，但是对含钾页岩的综合利用率较低，资源浪费严重。目前，贵州地区对含钾页岩的利用主要是将其用来提钾，其工艺流程为：将含钾页岩粉碎，再将其与助溶剂氯化钙在800摄氏度的高温下焙烧80分钟左右，然后在常温下用水将钾浸出，最后再加入添加剂即可制得含钾复合肥，该工艺所得的氧化钾浸出率较高，达到92％以上。但是转化工艺的流程复杂，生产成本较高，且没能充分利用含钾页岩中的其他元素成分如硅元素等。

通过在网上进行检索，涉及到含钾页岩利用的专利申请有6件。例如，申请号为201010280115.2的发明专利公开了“一种处理含钾岩石的方法”，采用将含钾岩石粗碎、细碎后再与氟硅酸进行反应制得氟硅酸钾、氟硅酸铝和硅胶，该方法较为充的利用了含钾页岩中的各种元素，但生产过程中排放的氟化物会给环境带来污染；申请号为201310534185.X的发明公开了“一种利用含钾页岩制备化工原料的方法”，其是将盐酸与含钾页岩混合反应，再经过一系列的分解和中和等反应，最后制取硫酸铝和聚合硫酸铝，该方法提高了含钾页岩的分解率，取得显著的经济效益。但其工艺复杂，且未能对含钾页岩中的硅元素进行利用；申请号为200510117266.5的发明专利公开了“一种生物多元磷钾肥”，其是将含钾页岩粉碎后加入解磷和解钾菌种后进行发酵，即得到生物多元磷钾肥。该工艺简单可行，但对含钾页岩的利用率偏低。

综上所述，现有技术对含钾页岩的利用，存在工艺复杂、元素利用率低以及会带来环境污染等技术问题。因此，研究开发新的含钾页岩的综合利用技术，将含钾页岩中所含元素更加充分的进行利用，并避免在生产过程中给环境带来污染，是我国经济社会和农业发展的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种含钾页岩综合利用的方法，以解决现有技术对含钾页岩的利用存在的工艺复杂、元素利用率低以及会带来环境污染等技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种含钾页岩综合利用的方法，包括以下步骤：

(1)预处理：将含钾页岩与碳酸钾按一定的质量比混合，加热至一定的温度后恒温一段时间，使含钾页岩与碳酸钾充分反应得混合物；

(2)加酸处理：将步骤(1)处理后的混合物冷却后，将混合物研磨至细度为100-200目，然后加水配制成料浆，再向料浆中加入浓硫酸反应一段时间后得混合液；

(3)过滤：将步骤(2)制得的混合液进行过滤，除去滤渣，得滤液；