[其他]以磷矿石与含钾岩石生产磷酸钾盐

说明书

本发明是关于以磷矿石与硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、王水都不溶解的含钾岩石（以下称含钾岩石）共生的磷钾共生矿石及这两种矿石分别存在的矿石为原料，采用化学化工的方法生产磷酸钾盐（或磷酸钾铵盐，下同）化工产品。

众所周知，磷酸钾盐是一种高效复合肥料，在工业上也有用途。目前制取磷酸钾盐的方法很多，主要有以下几种：

（1）中和法：用磷酸与氢氧化钾（或碳酸钾）中和反应制成，这种方法已用了100多年，至今仍在采用，参见《无机盐工业》83年9期1页。

（2）复分解法：用磷酸与氯化钾复分解反映制成，参见《无机盐工业》83年9期1页。

（3）直接法：用磷矿石、氯化钾、硫酸为原料制成，参见《化肥工业》1978年3期54页。

前两种方法均以磷酸、钾盐或钾碱为原料成本较高。第三种方法虽然直接采用磷矿石，但这种磷矿石必须是含磷品位高，铁、铝、镁杂质含量低或经过选矿处理的优质磷矿，而且仍需要成本较高的氯化钾为原料。

《四川化工》1980年第2期45页报导了用盐酸分解中品位磷矿石粉，酸分解液加入石灰乳（或石灰石粉）悬浮液制取沉淀磷酸钙;由商品氯化钾加硫酸制硫酸氢钾;最后由沉淀磷酸钙与硫酸氢钾反应制取磷酸钾盐的方法。此工艺需要商品氯化钾和存在对环境有污染的付产物氯化钙的处理问题。

磷矿石与含钾岩石特别是磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石，一般含磷品位低，铁、铝、镁杂质含量高，按一般生产湿法磷酸评价磷矿的标准：在矿石中三氧化二铁十三氧化二铝与五氧化二磷之比×100%＜8%;氧化镁与五氧化二磷之比×100%＜3-5%。按此要求许多磷矿石都大大超过这个比值，磷钾共生矿石更是如此。对磷钾共生矿这类矿石一般难以加工处理，至今仍被认为是开采价值不大。随着高品位磷矿石和可溶性钾盐矿的开采耗费，如何利用这类矿石逐渐引起了人们的重视，许多研究者在致力于这方面的研究：国内有工厂曾用磷钾共生矿石经高温熔融水淬、粉碎后用磷酸或其他无机酸分解，制取磷酸钾盐，试验未取得成功;国内也有单位以类似矿石为原料，用硫酸钾与硫酸分解直接制取磷酸二氢钾，由于矿石中的铁、铝杂质的影响，试验亦未取得成功。

本发明的目的是利用磷矿石与含钾岩石特别是从含磷品位低，铁、铝、镁杂质高的磷矿石与含钾岩石共生的磷钾矿石中提取磷钾制造高含量的磷酸钾盐，这种方法是现有技术没有的。

本发明的特征是提供一种以磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或这两种矿石分别存在的矿石为原料，生产磷酸钾盐的方法：

（1）将磷矿石与含钾岩石共生的磷钾共生矿石或磷矿石粉碎成20-120目，优先选择40-80目，在反应器中与含氯化氢6-25%（按重量%计）的稀盐酸，在20-60℃条件下分解反应5-130分钟，优先选择10-30分钟，得到含磷酸与氯化钙的酸分解液和含铁、铝杂质与含钾岩石的酸分解渣，从而将磷钾共生矿中的磷与铁、铝杂质和含钾岩石分开。

（2）含有磷酸和氯化钙的酸分解液，通过加入石灰乳（或石灰石粉）悬浮液反应，中和其中的磷酸，然后沉降过滤得到沉淀磷酸钙（CaHPO₄·2H₂O），使磷得到富集，滤液为氯化钙溶液。

（3）将酸分解渣或含钾岩石粉或酸分解渣加含钾岩石粉（即物料A）1份（按重量计），配入分离沉淀磷酸钙的滤液氯化钙0.3-0.8份（按氯化钙重量计），石灰粉（或石灰石粉）1-5份（按重量计）优先选择1.5-3.5份（按重量计）制成提钾焙烧料;将提钾焙烧料置于高温炉中在700℃-1500℃下焙烧3小时-10分钟，或从焙烧制水泥的尾气中回收氯化钾，或将焙烧后的提钾焙烧料用水浸取，浸取液为含氯化钾与氯化钙的混合液，浸渣作制造水泥原料。将氯化钾与氯化钙的混合液加入硫酸反应先除去氯化钙生成石膏（硫酸钙，下同）并过滤出石膏，再将氯化钾（或从焙烧制水泥的尾气中回收的氯化钾）与硫酸反应，制取硫酸氢钾，放出的氯化氢回收成盐酸循环用于分解原矿，石膏为付产品。

（4）将制得的硫酸氢钾与前制得的沉淀磷酸钙在酸性条件下反应生成磷酸钾盐和磷酸的酸性混合液。

（5）在制得的酸性混合液中：加入少量氢氧化钾中和其中的磷酸，并进一步除去磷酸铁、铝杂质，经结晶分离得磷酸钾盐晶体产品;加入氢氧化铵中和其中的磷酸，进一步除去磷酸铁、铝杂质，经结晶分离得磷酸钾铵盐晶体产品;加入甲醇或乙醇、或丙醇、或丁醇、或异戊醇、或丙酮等吸收磷酸的溶剂（以下简称溶剂B）吸收其中的磷酸，分离出固体磷酸钾盐产品，蒸馏溶剂B与磷酸混合液，得到磷酸产品，溶剂B被回收利用。