CN103951472B - 一种钾肥生产设备及其在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钾肥生产设备及其在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用，具体包括氟硅酸储罐，钾矿储罐、硫酸储罐、水槽、主反应釜、分离装置一、吸收塔、分离装置二、后吸收塔、酸化器、水煮釜、分离装置三、中和装置一、氨水池、中和装置二、分离装置四、分离装置五、转型装置、钾肥回收装置、白炭黑回收装置、氢氧化铁回收装置、后白炭黑回收装置、混料回收装置、氢氧化铝回收装置；通过以氟硅酸为主反应物，多级分离的结构，使钾肥的生产及含钾岩石的利用可以规模化，为国内钾肥生产的工业化奠定坚实基础。

Description

一种钾肥生产设备及其在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用
技术领域
本发明涉及一种钾肥生产设备及其在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用。
背景技术
对于钾肥的生产，目前国内相关技术发展还较为落后，如申请号为CN201210016263.2的中国发明专利申请公开了一种利用钾长石同时生产水泥和窑灰钾肥的装置和方法，其装置虽然可能实现钾肥的生产，但一来利用率极低，二来对于含钾岩石中的其他成分会造成极大的浪费，最终得不偿失。出于利用好含钾岩石中各种其他成分的目的，现有技术中也提供了很多其他方法，但这些方法一来难以大规模生产，二来生产所需的材料成本极高，因此在实际生产中也难以大规模的推广利用，以至于国内钾肥的生产在实质上难以实现真正的工业化。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种钾肥生产设备及其在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用，该钾肥生产设备通过以氟硅酸为主反应物，多级分离的结构，使钾肥的生产及含钾岩石的利用可以规模化，为国内钾肥生产的工业化奠定坚实基础。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种钾肥生产设备，包括氟硅酸储罐，钾矿储罐、硫酸储罐、水槽、主反应釜、分离装置一、吸收塔、分离装置二、后吸收塔、酸化器、水煮釜、分离装置三、中和装置一、氨水池、中和装置二、分离装置四、分离装置五、转型装置、钾肥回收装置、白炭黑回收装置、氢氧化铁回收装置、后白炭黑回收装置、混料回收装置、氢氧化铝回收装置；
所述氟硅酸储罐，钾矿储罐连接至主反应釜入口；
所述主反应釜气体出口连接至吸收塔，液体出口连接至酸化器；
所述酸化器依次连接水煮釜、分离装置三、中和装置一、分离装置五、中和装置二和分离装置四；
所述吸收塔液体出口连接分离装置二，气体出口连接后吸收塔；
所述分离装置二固体出口连接至白炭黑回收装置，液体出口连接至氟硅酸储罐；
所述分离装置三液体出口连接至中和装置一，固体出口连接至转型装置；
所述分离装置五固体出口连接至氢氧化铁回收装置，液体出口连接至中和装置二；
所述分离装置四固体出口连接至氢氧化铝回收装置，液体出口连接至钾肥回收装置；
所述转型装置固体出口连接至混料回收装置，气体出口连接至后白炭黑回收装置；
所述氨水池连接至中和装置一和中和装置二的入口；
所述硫酸储罐连接至酸化器入口；
所述水槽连接至水煮釜入口。
所述主反应釜和酸化器的连接中有分离装置一，主反应釜连接至分离装置一入口，分离装置一固体出口连接至酸化器，分离装置一液体出口连接至氟硅酸储罐。
分离装置三和转型装置的连接中串联有残渣池。
所述分离装置一、分离装置二、分离装置三、分离装置四、分离装置五中，每个均由离心机、压滤机、单效浓缩器、三效浓缩器中一种或多种组成。
所述转型装置由转型釜、压滤机、离心机、沉降槽组成。
所述钾肥回收装置由三效浓缩器、离心机、流化床干燥设备组成。
所述主反应釜和转型装置中的转型釜，有石墨材质的内衬。
所述白炭黑回收装置和后白炭黑回收装置均由生成釜、压滤机、闪蒸干燥机组成。
所述氟硅酸储罐还连接至钾矿储罐入口。
所述吸收塔和后吸收塔均为多级吸收塔。
本发明还提供一种钾肥生产设备在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用。
本发明的有益效果在于：通过以氟硅酸为主反应物，多级分离的结构，使钾肥的生产及含钾岩石的利用可以规模化，为国内钾肥生产的工业化奠定坚实基础。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：101-氟硅酸储罐，102-钾矿储罐，103-硫酸储罐，104-水槽，201-主反应釜，202-分离装置一，203-氟硅酸槽，204-吸收塔，205-分离装置二，206-后吸收塔，301-酸化器，302-水煮釜，303-分离装置三，304-中和装置一，305-氨水池，306-中和装置二，307-分离装置四，308-分离装置五，309-残渣池，310-转型装置，401-钾肥回收装置，402-白炭黑回收装置，403-氢氧化铁回收装置，404-后白炭黑回收装置，405-混料回收装置，406-氢氧化铝回收装置。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种钾肥生产设备，包括氟硅酸储罐101，钾矿储罐102、硫酸储罐103、水槽104、主反应釜201、分离装置一202、吸收塔204、分离装置二205、后吸收塔206、酸化器301、水煮釜302、分离装置三303、中和装置一304、氨水池305、中和装置二306、分离装置四307、分离装置五308、转型装置310、钾肥回收装置401、白炭黑回收装置402、氢氧化铁回收装置403、后白炭黑回收装置404、混料回收装置405、氢氧化铝回收装置406；所述氟硅酸储罐101，钾矿储罐102连接至主反应釜201入口；所述主反应釜201气体出口连接至吸收塔204，液体出口连接至酸化器301；所述酸化器301依次连接水煮釜302、分离装置三303、中和装置一304、分离装置五308、中和装置二306和分离装置四307；所述吸收塔204液体出口连接分离装置二205，气体出口连接后吸收塔206；所述分离装置二205固体出口连接至白炭黑回收装置402，液体出口连接至氟硅酸储罐101；所述分离装置三303液体出口连接至中和装置一304，固体出口连接至转型装置310；所述分离装置五308固体出口连接至氢氧化铁回收装置403，液体出口连接至中和装置二306；所述分离装置四307固体出口连接至氢氧化铝回收装置406，液体出口连接至钾肥回收装置401；所述转型装置310固体出口连接至混料回收装置405，气体出口连接至后白炭黑回收装置404；所述氨水池305连接至中和装置一304和中和装置二306的入口；所述硫酸储罐103连接至酸化器301入口；所述水槽104连接至水煮釜302入口。
所述主反应釜201和酸化器301的连接中有分离装置一202，主反应釜201连接至分离装置一202入口，分离装置一202固体出口连接至酸化器301，分离装置一202液体出口连接至氟硅酸储罐101。
分离装置三303和转型装置310的连接中串联有残渣池309。
所述分离装置一202、分离装置二205、分离装置三303、分离装置四307、分离装置五308中，每个均由离心机、压滤机、单效浓缩器、三效浓缩器中一种或多种组成。
所述转型装置310由转型釜、压滤机、离心机、沉降槽组成。
所述钾肥回收装置401由三效浓缩器、离心机、流化床干燥设备组成。
所述主反应釜201和转型装置310中的转型釜，有石墨材质的内衬。
所述白炭黑回收装置402和后白炭黑回收装置404均由生成釜、压滤机、闪蒸干燥机组成。
所述氟硅酸储罐101还连接至钾矿储罐102入口。
所述吸收塔204和后吸收塔206均为多级吸收塔。
所述钾矿储罐102中添加的一般是钾长石，而其他含钾页岩、云母和霞石的硅酸盐矿石等含钾岩石虽然也可以，但效果相对较差。
所述硫酸储罐103中一般添加浓硫酸。
本发明还提供一种钾肥生产设备在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用。
生产时，氟硅酸储罐101中的氟硅酸和钾矿储罐102中的矿粉进入至主反应釜201进行反应，生成的SiF4气体进入至吸收塔204，生成的氟硅酸盐通过分离装置一202进入酸化器301，未完全反应的氟硅酸以液体的形式通过分离装置一202经由氟硅酸槽203回收至氟硅酸储罐101，氟硅酸盐在酸化器301中与浓硫酸反应生成硫酸盐和氟硅酸，然后经过水煮釜302和分离装置三303后液体中钾、铝、铁的硫酸盐及氢氟酸则进入中和装置一304，而固体中的其他物质则进入至残渣池309，中和装置一304中在氨水的作用下，硫酸铁反应成为氢氧化铁沉淀，通过分离装置五308进入至氢氧化铁回收装置403中回收成产品，中和装置二306中在氨水的作用下，铝离子生成氢氧化铝凝胶，并通过分离装置四307进入至氢氧化铝回收装置406中回收成产品，而剩余的钾离子则最终通过分离装置四307进入至钾肥回收装置401中回收为钾肥产品。吸收塔204中SiF4遇水生成沉淀SiO2，并通过分离装置一202进入至白炭黑回收装置402回收，而其余废气则通过后吸收塔206处理为达到排放标准的废气排放，液体通过分离装置一202进入至氟硅酸储罐101。残渣池209中的固体在转型装置310中生成气体的SiF4并在后白炭黑回收装置404中回收为白炭黑产品，而其他固体产物特别是含硫物质则进入至混料回收装置405中回收为粉煤或粉煤添加剂。
由此，含钾岩石中的各成分都得到极好的分解利用，分解率超过99%，而且成本相对于现有技术大幅降低，无论是经济方面还是效率方面都极大的保证了钾肥生产工业化的实现，再者在本发明中唯一不作为产品排放的即为达到排放标准的废气，由此极大的避免了生产过程中对环境造成的污染，使得含钾岩石的综合利用被推上一个高峰。

Claims (10)

1.一种钾肥生产设备，包括氟硅酸储罐(101)，钾矿储罐(102)、硫酸储罐(103)、水槽(104)、主反应釜(201)、分离装置一(202)、吸收塔(204)、分离装置二(205)、后吸收塔(206)、酸化器(301)、水煮釜(302)、分离装置三(303)、中和装置一(304)、氨水池(305)、中和装置二(306)、分离装置四(307)、分离装置五(308)、转型装置(310)、钾肥回收装置(401)、白炭黑回收装置(402)、氢氧化铁回收装置(403)、后白炭黑回收装置(404)、混料回收装置(405)、氢氧化铝回收装置(406)，其特征在于：
所述氟硅酸储罐(101)，钾矿储罐(102)连接至主反应釜(201)入口；
所述主反应釜(201)气体出口连接至吸收塔(204)，液体出口连接至酸化器(301)；
所述酸化器(301)依次连接水煮釜(302)、分离装置三(303)、中和装置一(304)、分离装置五(308)、中和装置二(306)和分离装置四(307)；
所述吸收塔(204)液体出口连接分离装置二(205)，气体出口连接后吸收塔(206)；
所述分离装置二(205)固体出口连接至白炭黑回收装置(402)，液体出口连接至氟硅酸储罐(101)；
所述分离装置三(303)液体出口连接至中和装置一(304)，固体出口连接至转型装置(310)；
所述分离装置五(308)固体出口连接至氢氧化铁回收装置(403)，液体出口连接至中和装置二(306)；
所述分离装置四(307)固体出口连接至氢氧化铝回收装置(406)，液体出口连接至钾肥回收装置(401)；
所述转型装置(310)固体出口连接至混料回收装置(405)，气体出口连接至后白炭黑回收装置(404)；
所述氨水池(305)连接至中和装置一(304)和中和装置二(306)的入口；
所述硫酸储罐(103)连接至酸化器(301)入口；
所述水槽(104)连接至水煮釜(302)入口。
2.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述主反应釜(201)和酸化器(301)的连接中有分离装置一(202)，主反应釜(201)连接至分离装置一(202)入口，分离装置一(202)固体出口连接至酸化器(301)，分离装置一(202)液体出口连接至氟硅酸储罐(101)。
3.如权利要求1或2所述的钾肥生产设备，其特征在于：分离装置三(303)和转型装置(310)的连接中串联有残渣池(309)。
4.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述分离装置一(202)、分离装置二(205)、分离装置三(303)、分离装置四(307)、分离装置五(308)中，每个均由离心机、压滤机、单效浓缩器、三效浓缩器中一种或多种组成。
5.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述转型装置(310)由转型釜、压滤机、离心机、沉降槽组成。
6.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述钾肥回收装置(401)由三效浓缩器、离心机、流化床干燥设备组成。
7.如权利要求5所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述转型装置(310)中的转型釜，有石墨材质的内衬。
8.如权利要求3所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述白炭黑回收装置(402)和后白炭黑回收装置(404)均由生成釜、压滤机、闪蒸干燥机组成；所述吸收塔(204)和后吸收塔(206)均为多级吸收塔。
9.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：所述氟硅酸储罐(101)还连接至钾矿储罐(102)入口。
10.如权利要求1所述的钾肥生产设备，其特征在于：在氟硅酸和含钾岩石生产钾肥中的应用。
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