[发明专利]一种碱活化钾长石制备可溶性钾和硅酸钙土壤调理剂的方法

说明书

本发明属于化工冶金以及环保等资源综合利用领域，尤其涉及一种碱活化钾长石制备可溶性钾和硅酸钙土壤调理剂的方法。本发明包括如下步骤：(1)原料混合：将碱活化剂、钾长石和钙制剂混合；(2)加压反应：将上述混合物装于加压反应釜中反应；(3)液固分离：经步骤(2)的反应物冷却后进行液固分离，获得滤液，制得可溶性钾溶液；(4)干燥：将步骤(3)中过滤后的滤渣洗涤后烘干，制得硅酸钙土壤调理剂。本发明钾提取率高，反应渣具有质轻、高吸水率的特点，且富含高活性硅和钙以及少量钾，宜作为土壤调理剂。本工艺具有操作简单，反应温度低，对环境污染少，对设备要求低等优点，具有较好的工业化前景。

技术领域

本发明属于化工冶金以及环保等资源综合利用领域，涉及一种可溶性钾的提取方法，尤其涉及一种碱活化钾长石制备可溶性钾和硅酸钙土壤调理剂的方法。

背景技术

我国钾矿资源丰富，但可溶性钾资源储量少，需求量大，目前主要依赖进口。钾长石矿是我国一种重要的难溶性钾资源，矿石储量大，分布广，但难以作为钾肥等可溶性钾资源利用。因此，开发利用难溶性钾长石矿提取可溶性钾具有重要意义。

目前我国利用钾长石矿提取可溶性钾的工艺方法种类繁多，但是仍然存在很大的局限性，使得大规模生产受到限制。如：中国专利申请201010155877.X，以氯化钙和氯化钠为混合助剂，在750～900℃条件下焙烧，用水浸出得到可溶性钾，该专利涉及可溶性钾提取工艺需要高温焙烧，能耗大，污染严重；中国专利申请201310317683.9，以钾长石：氢氧化钾：去离子水1:5～10:15～20的配比，在105～115℃条件下水热反应2～6小时，得到可溶性钾，该专利涉及可溶性钾提取工艺中氢氧化钾用量大，对设备要求高，产生的反应渣难以回收利用，实际生产能力差；中国专利申请201510474371.8，以氯化钠、氯化钙、氧化钙等为活化剂，在浓度为50～85％的硫酸或氢氟酸中溶浸钾长石，在80～120℃下超声微波反应得到可溶性钾，该专利涉及可溶性钾提取工艺，酸腐蚀性强，对设备要求高；邱美娅等开展了水热法分解钾长石制取雪钙硅石的试验研究，其以氧化钙为助剂，晶化温度为220～250℃，Ca/(Si+Al)比0.8～1.0，晶化时间5～8小时，液固比20～25的条件下，分解钾长石，K₂O溶出率达80％。该工艺具有一定的使用价值但仍存在不足，所用助剂为氧化钙，其反应活性低，需较高的反应温度，钾溶出偏低，同时反应后的固体产物没有得到高附加值应用，造成了资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱活化钾长石制备可溶性钾和硅酸钙土壤调理剂的方法，该方法解决了现有技术中利用钾长石提取可溶性钾工艺能耗大，成本高，污染严重，钾提取率低等问题，同时利用反应产物制备了对植物生长和土壤改良具有有益效果的土壤调理剂，实现了钾长石高附加值的综合利用。

本发明的碱活化钾长石制备可溶性钾和硅酸钙土壤调理剂的方法，包括如下步骤：

(1)原料混合：将碱活化剂、钾长石和钙制剂混合均匀；

(2)加压反应：将上述混合物装于加压反应釜中反应；

(3)液固分离：经步骤(2)的反应物冷却后进行液固分离，获得滤液，制得可溶性钾溶液；

(4)干燥：将步骤(3)中过滤后的滤渣洗涤后烘干，制得硅酸钙土壤调理剂。

根据本发明所述的方法，其中，所述步骤(1)中的碱活化剂为氢氧化钾溶液，其质量浓度为1～50g/L。

根据本发明所述的方法，其中，所述步骤(1)中钙制剂可以为氧化钙或氢氧化钙，或者也可以是以氧化钙或氢氧化钙为主要成分的废渣，例如磷石膏或电石渣等。

根据本发明所述的方法，其中优选地，步骤(1)所述碱活化剂和钾长石二者体积质量比为10～40mL/g，加入钙制剂的质量折合成氧化钙后与钾长石中的二氧化硅摩尔比为0.3～1.5。