[发明专利]从不溶性富钾岩石中制取矿物有机肥和综合利用的方法

说明书

本发明涉及一种从不溶性富钾岩石中制取矿物有机肥和综合利用的方法，以氢氧化钾为活化剂，与富钾岩石混合，经加水搅拌，陈化，焙烧后，用草酸中和成草酸钾，制得含高钾的矿物肥，再与氮、磷、腐殖酸混配，获得氮、磷、钾矿物有机质复混肥，制取方法简单，成本低廉，适合大规模工业化连产；所制有机质复混肥可替代沿用了上百年的三元素无机盐复混肥，具有广阔的应用前景；本发明将熟料处理成浆状后，调节pH并过滤，得滤液和滤饼，滤饼可处理制备含有钾、氮和多种螯合物的中微量元素土壤调理剂；滤液可处理得到二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化钾和盐酸产品，能够进行充分的综合利用。

技术领域

本发明属于化工矿物与加工技术领域，具体涉及一种从不溶性富钾岩石中制取矿物有机肥的方法，还涉及对不溶性富钾岩石进行综合利用的方法。

背景技术

钾肥是农业中三大肥料之一，其来源于对钾矿资源的开发。钾矿分水溶性钾盐矿包括钾石盐、光卤石及盐湖含钾卤水等，和非水溶性钾岩矿包括钾长石、白榴石、白云母、钾霞石等高钾矿物组成的硅酸盐岩石以及一些富钾沉积岩，如富钾页岩等。我国可溶性钾盐资源少，储量仅2.03亿吨，占世界储量的2.2％，这些水溶性资源还以现代盐湖卤水为主，新疆罗布泊和青海察尔汗占95％，卤水中钾盐含量仅有2～5％，成分复杂提取钾盐比固体钾盐矿困难得多。与此同时，由于我国钾盐资源主要集中分布在西北部的盐湖地区，无论是恶劣的自然环境还是交通的不便均限制着钾资源的开发和利用。脆弱的环境自修复能力，再加上钾资源的过度开采，致使资源过快耗竭，品位急剧下降，开采深度加深，资源体系逐渐破坏。虽然，我国可溶性钾资源严重短缺，但不溶性钾资源十分丰富。基于此，大力开发不溶性富钾岩矿资源成为我国钾肥生产困境的唯一出路。

研究发现，富钾岩石中钾在稳定的硅铝酸盐架构中是非水溶性的，不能被作物直接吸收，必须经过加工转化成可被作物吸收的可溶性钾。我国从50年代就开始了对含钾岩石提钾的研究，相继提出了数十种提取方法，可归纳为以下六大类。

一、含钾岩石直接用于农业

研究认为，云母类矿物是提供土壤缓效钾的主要矿物。云母类矿物中钾含量的高低，制约着土壤供钾能力的高低。杨国峰等对贵州息峰黑色含钾页岩进行测试，结果表明该页岩属于供钾高水平，可直接将岩石破碎，加入农家肥作为混合钾肥使用。王德强等研究了云母类矿物在自然条件下的释钾能力，试验证明伊利石的速效钾467.8mg/kg＞云母的速效钾237.8mg/kg＞白云母的速效钾79.8mg/kg。目前，含钾岩石直接用于农业属于粗放型，对钾的利用率低，难以做到定量使用，且在自然界，钾离子释放速度缓慢，钾肥效率低，施用后对土壤有一定的砂化副作用，因而没有应用前景。

二、微生物分解法

微生物分解法是利用硅酸盐细菌加辅料与含钾矿物发生生化反应，使钾转变为可供植物吸收的钾。李凤汀等人对硅酸盐细菌HM8841菌株解钾作用进行了研究，在试验条件下代换性钾有所增加，转化率为1.8％。连宾用GY92菌株作用于土壤中常见矿物伊利石，在设定的条件下，钾的转化增量为1.77mg/L氧化钾。盛下放等人对硅酸盐细菌NBT菌株的解钾条件和机理进行了探讨，结果表明NBT菌株能分解土壤中的含钾矿物释放出钾改善作物对钾元素的需求。连宾等人在筛选新菌种和组合利用现有复合菌剂的基础上，采用高温微生物发酵、蚯蚓生物转化和生物浸出三种方式连续处理矿粉，促使矿物逐渐活化，实现含钾岩石粉在发酵料中比例达60％情况下，有效钾转化率51％。但低品位矿粉中钾含量太低，而且钾的载体，又都是难以分解的硅酸盐矿物，用这种矿粉生产的肥料含钾量十分有限，并且细菌分解法不能被大规模工业化应用的原因是在于微生物分解的速度缓慢，耗时长且转化率较低。

三、高温分解法