[发明专利]用伊利石制取钾氮肥的方法

说明书

本发明涉及一种用矿岩制取钾肥的方法，特别是用硫酸浸取伊利石制取钾氮肥，同时产出活性二氧化硅、硫酸铝和氢氧化铝副产品的方法。本发明是对伊利石的进一步增值开发。

钾肥是农业中大量使用的三大化学肥料之一，植物生长必不可少。钾肥品种比较筒单，约95％是氯化钾，硫酸盐型钾肥约占5％，还有极少量的硝酸、碳酸及磷酸盐类钾肥。目前钾肥工业的原料主要是可溶性钾盐矿，其中钾石盐及其混合盐在钾肥生产中占有特别重要的位置，1985年世界总生产能力96％的钾肥工厂用它作原料，另外还有其它原料如地表或地下卤水等。我国的钾肥生产较为落后，所采用的原料有卤水、明矾石或其它富含钾的岩石等，生产工艺多为能耗高、投资大、化学污染严重、综合利用效果差的高温炉窑焙烧法。由于原料资源贫乏，加上生产工艺落后，我国目前钾肥产量仅为需求量的2％，98％需要从国外进口，这对一个以农业为主人口重多的中国来说无疑是一个严重的问题，特别是当前人们更加注重发展经济型农作物，对硫酸盐型钾肥需求量日益增长，供求矛盾日趋紧张。为了缓解这种紧张状况，人们一直在努力寻找可开发利用生产钾肥的新资源。我们经过上百次的试验发现，在我国许多地区极易开采的伊利石不仅可以用来制取钾肥，而且还有极高的综合利用价值。而在此之前，伊利石只是用来做造纸填料，或塑料、橡胶填料及陶瓷原料等，没能得到很好的开发利用。经过对国内外有关用矿岩制取钾肥的专利文献进行检索，没有发现以伊利石为原料的钾肥工业生产。

本发明的目的旨在针对当前钾肥工业生产特别是我国资源贫乏、原料品种少、生产工艺落后的现况，提出一种以新的矿物资源和新的工艺制取硫酸钾氮肥的方法，以扩大钾肥工业的原料品种，提高硫酸盐型钾肥的生产量，克服现有工艺中投资大、能耗高、污染严重、综合利用效果差等缺陷，以满足当前我国对钾肥的大量需求，同时也是提出一种进一步开发伊利石使其增值的新途径。

为实现上述目的，本发明提出的技术解决方案是：以伊利石(K,H₂O)Al₂[AlSi₃O₁₀](H₂O,OH)₂为原料，将其粉碎后投入反应釜中，加入50～60％的硫酸，硫酸加入量为：92％的硫酸∶粉料=1∶1，在搅拌条件下反应，反应温度135～145℃，反应压力0.3～0.4Mpa，反应时间175～185分钟，反应至PH值为1～2时，加入Al₂O₃调PH值为3后反应结束，加热水稀释后过滤，滤渣经清洗后为活性二氧化硅，滤液经蒸浓、结晶后分离，结晶余液经进一步蒸浓结晶蒸浓制取硫酸铝，结晶固体被移入中和釜加水加热使其成溶液，然后加入碳酸氢铵中和，反应至PH值为6.5～7时结束，过滤后的滤渣经洗涤为氢氧化铝，滤液经浓缩结晶制取钾氮肥。

附图所示为用伊利石制取硫酸钾氮肥的工艺流程示意框图。

下面参照说明书附图及实施例对本发明做进一步详细的描述，图中1：粉碎；2：硫酸反应；3：过滤；4：洗涤；5：混合；6：蒸浓结晶；7：分离；8：蒸浓结晶；9：加水溶解；10：中和；11：过滤分离；12：洗涤；13：混合；14：浓缩结晶。

如附图所示，以伊利石(K,H₂O)Al₂[AlSi₃O₁₀](H₂O,OH)₂为原料将其粉碎1，制成粉料A；原矿经鄂式破碎机、雷蒙磨两级粉碎，细度要求110～120目。将粉料A投入反应釜中，加入50～60％的硫酸，硫酸加入量为：92％的硫酸∶粉料A=1∶1，在搅拌条件下反应2，反应温度135～145℃，反应压力0.3～0.4Mpa，反应时间175～185分钟，反应至PH值为1～2时，加入Al₂O₃调PH值为3后反应2结束。反应2有固体沉淀B生成，反应生成液C为硫酸铝和硫酸钾的混合液，其浓度为40～43Be。

向包含固体B和液体C的生成物中加热水稀释并并趁热进行过滤3，过滤温度为50～70℃，以防在过滤过程中产生结晶，滤液D的浓度为20～25Be。滤渣B经洗涤4后即生产出活性二氧化硅，滤渣B的清洗用水量为1.5m/吨干渣。滤液D和第一次清洗滤渣B的洗涤液E混合5后浓度为18～20Be，经蒸浓至32～36Be后结晶6、分离7，结晶终温为20±5℃。分离物为滤液F和结晶固体G，滤液F为硫酸铝溶液，进一步蒸浓结晶8制取硫酸铝。