[发明专利]利用钾长石制取硝酸钾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取硝酸钾的方法，具体的说，涉及了一种工业生产中利用钾长石制取硝酸钾的方法。

背景技术

硝酸钾在农业市场用途十分广泛，属于钾、氮复合肥料，植物营养素钾、氮的总含量可达60%左右。工业硝酸钾还广泛应用于钾盐的合成和配制炸药，还广泛应用于食品、陶瓷及玻璃工业。国内硝酸钾的生产主要以氯化钾、硝酸钠和硝酸铵为原料,其生产工艺有复分解法、离子交换法、吸收法等。国外生产硝酸钾主要以硝酸和氯化钾为原料。

专利申请号200710178440.6公布了利用富钾岩石生产农用矿物基硝酸钾的方法，但生产制得的仅是作为农用肥料的混合物；专利号：201010586133公开了一种利用含氟酸低温分解钾长石生产硝酸钾的工艺，但工艺繁琐，未牵涉铝元素的利用，且氟的利用率不高，难以有很好的经济效益。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、钾长石分解率高、生产效率高、副产物经济效益好的利用钾长石制取硝酸钾的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种利用钾长石制取硝酸钾的方法，制备过程包括以下步骤：

步骤1：钾长石与NH₄F反应生成SiF₄气体和含有Al³⁺、K⁺及F^-的残渣；

步骤2：向步骤1中生成的含有Al³⁺、K⁺及F^-的残渣中加入萤石粉和H₂SO₄，混合后反应生成SiF₄气体和含有Al³⁺、K⁺、SO₄^2-及CaSO₄的残渣；

步骤3：将步骤2中生成的含有Al³⁺、K⁺、SO₄^2-及CaSO₄的残渣粉碎后在热水中浸取，然后压滤得到含有K⁺、Al³⁺、SO₄^2-的浸取液；

步骤4：向步骤3中所述浸取液中加入KOH溶液，反应生成Al(OH)₃沉淀和K₂SO₄溶液；

步骤5：过滤掉步骤4中的Al(OH)₃，然后向滤出的K₂SO₄溶液中加入Ca（NO₃）₂并将二者混合溶液煮沸，自然冷却后得到KNO₃溶液和CaSO₄沉淀；

步骤6：过滤掉步骤5中的CaSO₄，得到KNO₃溶液，将该KNO₃溶液依次进行浓缩、结晶、过滤、干燥，得到KNO₃成品。

基于上述，将步骤1-2中生成的气体通入乙醇溶液形成含氟吸收液，该含氟吸收液中含有氟硅酸铵、氟硅酸和白炭黑；将所述含氟吸收液进行氨解，生成NH₄F，待PH值达到8-9时压滤出白炭黑，对滤液进行蒸发结晶得到NH₄F。

基于上述，在所述步骤1中：钾长石与NH₄F的质量比为1﹕（1.1-1.2），反应温度为250℃-270℃，反应时间0.5小时-4小时。

基于上述，所述步骤2中，含有Al³⁺、K⁺、F^-的残渣与萤石粉以及硫酸的质量比为1﹕（0.4-0.5）﹕1，反应温度为270℃-290℃，反应时间0.5小时-4小时。

基于上述，热水与含有Al³⁺、K⁺、SO₄^2-及CaSO₄的残渣质量之比为（3-5）﹕1，温度为85℃-95℃，浸取时间2小时。

基于上述，所述步骤4中所述KOH溶液为饱和溶液，其中K⁺与Al³⁺的摩尔比为（3-3.5）:1。