[发明专利]一种利用含钾矿物制备非溶性钾肥的工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于肥料制备技术领域，涉及一种利用含钾矿物制备非溶性钾肥的工艺方法，特别是在物理加工条件下利用天然含钾矿物制备非溶性钾肥的肥料生产新工艺方法。

背景技术

钾肥是农业中大量使用的三大化学肥料之一，植物生产必不可少。钾肥品种比较少，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。世界可溶性钾资源丰富，已探明储量近200亿t，前苏联和加拿大的储量占世界总储量的90％以上，我国可溶性固体钾资源极度缺乏，目前只有云南江城县勐野井和山东省泰安大汶口两处，而且储量少、品位低、交通不便。

由于可溶性钾资源条件的限制，我国钾肥工业发展缓慢，钾肥产量远不能满足工农业生产需要，每年需花大量外汇从国外进口钾肥。目前提倡的解决这个问题的方法有两个：一是到国外合作开发钾盐资源，例如泰国、老挝、俄罗斯等；二是开发非可溶性钾资源，如钾长石、明矾石、海绿石、伊利石、霞石以及含钾砂岩、页岩、板岩、泥灰岩等，这些含钾矿物资源丰富，分布广泛。

利用钾长石制钾肥的工艺方法综合起来可分为：烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法。用明矾石制钾肥有两种方法：(1)还原热解法；(2)氨碱法。用霞石正长岩制钾肥的工艺流程为：将霞石正长岩等矿破碎后与苏打一道磨制成料浆，高温焙烧后用稀碱溶液溶解，使其固液分离，溶液相关工序处理产出硫酸钾、氯化钾和碳酸钾等产品。伊利石制钾肥的工艺方法为：选出伊利石精矿粉，经过焙烧、硫酸酸浸、洗涤、分离，滤液冷却结晶得到钾矾石，以氨水对其碱化处理，浸取液经过滤除去滤饼，母液经浓缩蒸发后即得钾氮肥。以富钾岩石为原料制钾肥工艺方法则是：碎至120目配入碳酸钠，焙烧得熟料，在碱性条件下可水热合成13X沸石分子筛，母液经酸化中和、过滤、分离、干燥、焙烧等处理，即得碳酸钾等产品。(于漧，不溶性钾资源制钾肥研究现状，化工矿物与加工，2002，(8)：1-3)。

以上所述工艺方法皆为生产水溶性的氧化钾、硫酸钾、碳酸钾等，本专利使用含钾矿物机械活化法制备不溶性钾肥。不溶性钾肥不易随水流失，是一种缓释肥料，且不易造成土壤板结，不对施肥地附近水域造成富营养化。

本发明不同于《用钾长石制取钾肥的工艺方法》(92106873.5)专利中提到的采用钾长石、工业盐、烧碱、盐酸、燃料煤经过粉碎、搅和、煅烧、浸取等步骤制备所需农用钾肥的方法。

本发明不同于《湿法分解钾长石生产复合肥的方法》(200910015820.7)专利中提到的在常温压条件下将钾长石分解得到硫酸铵钾母液等产品，再以硫酸铵钾母液为原料制备化肥的方法。

本发明不同于《颗粒长效钾肥》(98118245.3)专利中提到的由钾长石、石灰石、粘土矿等组成原料，经粉碎、混合、加热、制成直径约3mm的颗粒肥料的方法。

本发明不同于《一种用含钾岩石制取钾肥的方法》(96120733.7)专利中提到的含钾岩石精矿粉与纯碱或烧碱混合后在500℃-850℃下焙烧后制备钾肥的方法。

本发明不同于《一种自钾长石中常压下提取活性钾的方法》(200710025493.4)专利中提到的用无机盐在稀酸溶液和溶胀的高吸水树脂网络体系中置换出钾长石中的钾来制备钾肥的方法。

本发明不同于《用伊利石制取钾氮肥的方法》(92105286.3)专利中提到的用伊利石加入硫酸在高温高压的反应釜中反应后分离、蒸浓结晶制取钾氮肥。

本发明不同于《海绿石钾肥的生产方法》(98111944)专利中提到的用海绿石矿经分选、破碎、高温焙烧活化、冷却、再细磨制钾肥的工艺方法。

本发明不同于《一种用含钾岩石制取钾肥的方法》(96120733.7)专利中提到的用含钾长石与纯碱或烧碱混合后焙烧、与烧碱和水搅拌混合成胶体状，通过静置、老化、晶化、过滤、酸化中和、提取分离，得到K₂CO₃钾肥的工艺方法。

利用国家知识产权局专利检索系统，检索了含钾矿物制备钾肥的所有专利，结果表明：所检索的所有专利均与本专利不尽相同。在世界知识产权组织提供的英文专利检索系统中也未发现含钾矿物制备钾肥的相关专利。

发明内容

本发明提供了一种非溶性钾肥的制备新工艺方法，本发明以天然含钾矿物为原料，与传统化学法钾肥制备方法相比较，本发明最大的特点就是机械活化法制备非溶性钾肥。本专利在添加活化剂的前提下，将含钾矿物研磨到一定细度后，活化其中的钾元素，使其可被植物所吸收。

一种利用含钾矿物制备非溶性钾肥的工艺方法，其具体步骤如下：