[发明专利]一种酸法提取钾长石中可溶性钾的方法

说明书

技术领域

 本发明属无机化工领域，涉及一种提取可溶性钾的方法，尤其涉及一种酸法提取钾长石中可溶性钾的方法。

背景技术

氯化钾、碳酸钾、硫酸钾等可溶性钾离子化合物是工农业生产不可或缺的重要物资，对国民经济发展具有重要作用。

目前，我国钾矿资源的现状是：可溶性钾盐极缺，但难溶性的储量却比较丰富，尤其以钾长石为主的难溶性钾矿石储量大、分布广，一般氧化钾含量都大于10%，因此，开展难溶性钾提取工艺研究，以现有的钾长石等难溶性钾矿资源为原料，提取出国内生产自给的可溶性钾，具有重要的经济和战略意义。

目前，从钾长石中提取可溶性钾较为典型的工艺有：（1）高温煅烧法（如窑灰钾肥法等），存在能耗高，水耗高，三废排放严重；（2）微生物分解法，此种方法菌种培养周期长、规模化生产技术不够成熟。（3）氢氟酸提取法，此种方案由于氢氟酸腐蚀性大，对设备的要求高，且副产物太大，污染严重，应用局限较大；（4）离子交换法，污染小，产量高，但规模生产难度大，且成本高。

我国的科研工作者利用酸法从钾长石中提取可溶性钾取得一些进展，但仍然存在很大的局限性，主要如下：（1）中国专利ZL200710025493.4，用1～7%WT的强无机酸和高吸水树脂，及5～12倍钾长石质量的NaCl/CaCl₂/Na₂SO₄在150～250℃，反应1～4小时，K₂O提取率≥70%，采用此种工艺提取率低，树脂成本高，无实用价值；（2）中国专利ZL200410023558.8，利用氟硅酸作为助剂催化分解钾长石，以钾长石： 30%氟硅酸：98%硫酸为1：3～10：0.025～3的配比，在90℃～150℃温度条件下，常压分解1小时，K₂O提取率可达99%，采用此种工艺需要消耗大量昂贵的氟硅酸，成本过高，难以规模化生产，无实用价值；（3）中国专利ZL200510019423.9，以钾长石：萤石：96～98硫酸为1：1～2：2～3的配比，在50℃～80℃温度条件下，常压分解制备钾氮复合肥，可溶性钾提取率可达85～90%，采用该专利的提取工艺，萤石用量偏大，废渣多，且常压很容易导致氟硅酸溢出，导致环境污染，无法应用于生产；（4）中国专利ZL200610019102.3，钾长石用30%HCl酸洗后，按钾长石：萤石：水：硫酸为1：2.4～2.5：1.8～2.2：3.5～3.6的配比，85℃～95℃温度下，反应1～3 h，常压分解制备钾氮复合肥，钾长石提取率可达95%，采用此专利的工艺，其技术问题与中国专利ZL200510019423.9类似，萤石用量偏大，废渣多，环境污染严重；（5）中国专利ZL200910015820.7，以钾长石：30%氟硅酸：98%硫酸为1：4.5：0. 5的配比，在100℃温度下，常压分解3小时，钾长石提取率≥70%；中国专利ZL201010586310.8，以钾长石：15～30%氟硅酸+HF为1：3的比例，在60～100℃温度下，常压分解4～6小时，制取98%含量的氟硅酸钾，以上两个专利所采用的技术方案，使用大量昂贵的氟硅酸，同时氢氟酸用量大，成本过高，实际应用难度大。

申请人长期从事钾长石的基础研究及可溶性粉钾盐的工艺研究，对钾长石的结构和理化性质拥有较为深入的认识。钾长石主要组份为铝硅酸钾结晶，其化学性质极为稳定，常温下，难溶于盐酸、硫酸等酸，只有氢氟酸，氟硅酸和强碱能够破坏铝硅酸钾稳定的晶格。我国现有的低温酸法提取钾长石中可溶性钾的方法，多局限于实验室研究阶段，且因生产成本过高，无法应用于实际生产。

发明内容

本发明针对现有可溶性钾提取工艺，尤其是低温快速提取可溶性钾的技术问题，提供一种工艺简单、助剂使用量小、产品质量好、提取率高、经济效益好、环境污染小的酸法从钾长石中提取可溶性钾的方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种酸法从钾长石中提取可溶性钾的方法包括以下步骤： 

（1）将钾长石粉料、低浓度无机酸、助剂氢氟酸(HF)或者萤石（CaF₂）直接投料，装于密闭的衬蒙乃尔400合金或衬四氟高压反应釜中反应；

（2）取出步骤（1）的生成物降温至室温，过滤；

（3）对步骤（2）中滤液进行减压蒸馏，蒸干、冷却后的固体即为可溶性钾盐。

本发明在上述技术方案的基础上，做了以下改进。

优选地，所述步骤（1）中的钾长石粉末、低浓度酸、助剂氢氟酸或者萤石的重量比为1:5～10:0.5～1。