CN107117630B - 一种焙烧伊利石高效提钾的方法 - Google Patents

一种焙烧伊利石高效提钾的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107117630B
CN107117630B CN201710291026.XA CN201710291026A CN107117630B CN 107117630 B CN107117630 B CN 107117630B CN 201710291026 A CN201710291026 A CN 201710291026A CN 107117630 B CN107117630 B CN 107117630B
Authority
CN
China
Prior art keywords
illite
potassium
roasting
chloride
auxiliary agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710291026.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107117630A (zh
Inventor
姜男哲
历新宇
孟万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanbian University
Original Assignee
Yanbian University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanbian University filed Critical Yanbian University
Priority to CN201710291026.XA priority Critical patent/CN107117630B/zh
Publication of CN107117630A publication Critical patent/CN107117630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107117630B publication Critical patent/CN107117630B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C01D3/08—Preparation by working up natural or industrial salt mixtures or siliceous minerals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00—Fertilisers containing potassium
    • C05D1/02—Manufacture from potassium chloride or sulfate or double or mixed salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00—Fertilisers containing potassium
    • C05D1/04—Fertilisers containing potassium from minerals or volcanic rocks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Abstract

本发明公开了一种采用微波焙烧伊利石高效提取钾的方法，属于提取钾肥技术领域，以伊利石为原料，以氯化钙、氯化钠或二者的混合物为助剂，包括球磨、混合、微波焙烧、浸取、结晶、分离、干燥等步骤。所述的混合是将细度为400‑800目的伊利石粉与助剂按照1:1.0‑2.0的质量比混合，然后送入微波马弗炉，于800℃‑900℃的环境下焙烧10‑30分钟。在液固比5‑20毫升/克、温度20‑80℃的环境下用水浸取焙烧产物1‑4小时，在浸取液中添加碳酸钠去除钙沉淀后，以醇结晶法，经蒸发，分离可得到纯度大于85％的氯化钾产品。本方法提供一种利用伊利石高效提取钾的方法，可应用于钾肥的生产，对农业生产而言具有极大价值。

Description

一种焙烧伊利石高效提钾的方法
技术领域
本发明涉及提取钾肥技术领域，特别涉及一种利用微波焙烧伊利石提取钾生产钾肥的方法。
背景技术
我国钾肥对外依存度达到60％以上，已经危及到我国粮食安全。我国可溶性钾矿资源极为短缺，保有储量4.57亿吨，仅占世界储量的2.6％。然而以伊利石为代表性的不可溶钾资源却非常丰富，总储量在100亿吨以上。加快研究以伊利石为代表的水不溶性含钾资源中钾的提取技术，开发利用制造钾肥，对于提高我国钾肥自给率有重大意义。
常见水不溶性含钾矿物多为钾铝硅酸盐矿物，主要有钾长石、金云母、白云母等。国内外利用钾长石提钾大致有以下几种方法，如高炉冶炼法、低温分解法、氢氟酸分解法和微生物分解法等等。高炉冶炼法曾于上世纪在山西省闻喜县投入生产，但就方法利弊而言，该法所需炉温过高，时间长，能耗大，且每次的物料添加量有限；加压浸取法对设备要求高，无法大规模工业普及。氢氟酸分解法虽然可以得到较好的释钾效果，但是实际生产中氢氟酸对设备的腐蚀令生产成本大大提高，就经济效益而言，并不适合工业大生产。微生物分解体系分解伊利石，虽然就工艺本身而言具有污染小，能耗低等优点，但菌种的培养周期性较长，分解速度低，且现已有报道钾溶出率仅12％左右，因此该方法应用于规模化工业生产还不够成熟，但对伊利石的释钾方法研究国内暂无相关报道。
热分解法一般需添加分解助剂进行，现已报道有效助剂有多种，综合实际情况而言，由于CaCl2和NaCl的价格较低，工业原料可从纯碱行业的废渣和废液中获取，对设备的腐蚀性小，获得的分解率相对较高，因此作为助剂最为合适。国内学者也对水不可溶资源的利用有过相当多的研究，如韩效钊等研究了不同助剂等对钾长石提取率的影响；彭清静等也研究了氯化钠和氯化钙作助剂时钾长石的提钾过程机理；胡天喜等研究了氯化钠和氯化钙作混合助剂分解钾长石的实验研究。但所有这些研究都仅仅停留在实验室阶段，离工业化生产还有一定距离。采用低成本助剂，并开发出一种流程简单、能耗较低、环境友好的从伊利石提取可溶性钾的方法，在工业上实现伊利石提钾并获得较高的钾提取率，对于综合利用我国的伊利石资源都有着重要意义。
发明内容
本发明旨在低成本地开发利用伊利石资源，为解决现有技术中存在的问题而提供一种利用微波技术在工业上实现从伊利石中提钾，并获得较高钾提取率的焙烧伊利石提取钾生产钾肥的方法。所要解决的技术问题是解决传统办法能耗较高，钾提取率较低等问题。
本发明采用如下技术方案：
一种焙烧伊利石高效提钾的方法，具体步骤如下:
(1)、将伊利石球磨至400-800目；
(2)、以氯化钙、氯化钠或者二者的混合物作为焙烧伊利石的助剂，并与伊利石粉均匀混合，其中，伊利石与助剂的质量比为1:1.0-2.0；
(3)、将混合后的伊利石粉送入微波马弗炉焙烧；
(4)、将冷却后的焙烧产物经水溶浸，液固比为5-20毫升/克，在溶液中添加碳酸钠，去除沉淀后，以醇结晶法蒸发，分离可得到纯度大于85％的氯化钾产品，可用于生产钾肥。
进一步地，步骤(3)所述的炉内温度为800-900℃，物料在微波马弗炉内的停留时间为40-80分钟。
进一步地，步骤(4)所述的溶浸温度为20-80℃，溶浸时长1-4小时。
进一步地，步骤(4)所述的醇结晶法,指的是在除去钙离子后，将混盐溶液中加入乙醇，使溶液中只析出氯化钾，然后升温令溶液中的乙醇蒸发循环利用，继续蒸发水分至氯化钠饱和而氯化钾未饱和，最后降温使氯化钠析出,余下溶液同样循环操作。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
以伊利石为代表的黏土类矿物因具有轻白细软、熔点高、比热大等优点，广泛应用于陶瓷、耐火材料、橡塑、化妆品等领域。其中，伊利石因具有独特的高钾、富铝、比表面积大等特性，在陶瓷、橡胶、塑料、农业等行业备受关注。但有关于钾成分的利用方面未见报道，本发明以伊利石为原料生产钾肥后，残渣可继续应用于上述领域，对原料的利用率大大提到的同时也可带来更大的附加产值。
本发明采用的微波马弗炉锻烧的工艺，用较少的助剂，较低的焙烧温度，就能够获得较高的钾提取率，生产钾肥原料又对地方农业的生产产生了极大的帮助。通过微波马弗炉焙烧伊利石释钾，解决了低温释钾效果差，高温能耗高的缺点，克服了工业上释钾的技术的难关，并达到了绿色高效的实验效果。本发明充分利用微波技术，通过微波加热，达到系统节能的目的，减少了热能的消耗，不仅工艺绿色，而且生产成本低，更符合了和落实因地制宜的资源配置思想。
附图说明
图1为本发明利用伊利石为原料采用微波焙烧生产钾肥的原料的SEM谱图；
图2为本发明利用伊利石为原料采用微波焙烧生产钾肥的实施例1的SEM图像；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步地说明。
实施例1
本发明的原材料伊利石粉球的物料组成如下：
物料组成 Al2O3 SiO2 K2O TiO2 Fe2O3 MgO
百分比(％) 35.159 52.278 8.039 0.29 3.127 0.907
一种焙烧伊利石提取钾生产钾肥的方法，包括以下步骤：
1.用球磨仪将伊利石粉球磨至400目。
2.将伊利石粉与助剂混合配料，配料时，以使用质量计，伊利石：助剂＝1:1.6，助剂质量配比为氯化钙：氯化钠＝1:1。
3.将混合后的伊利石粉送入微波马弗炉焙烧，炉内温度为800℃，物料在微波马弗炉内的停留时间为30分钟。
4.将冷却后的焙烧产物经水溶浸，液固比为20毫升/克，溶浸温度80℃，溶浸时长4小时，经离心，取上层清液。
5.将步骤(4)中所得清液中添加碳酸钠，去除钙沉淀后，以醇结晶法，添加乙醇后分离可得到纯度大于85％的氯化钾产品，用于生产钾肥。
实施例2
1.用球磨仪将伊利石粉球磨至800目。
2.将伊利石粉与助剂混合配料。配料时，以使用质量计，伊利石：助剂＝1:1.6，助剂质量配比为氯化钙：氯化钠＝1:1。
3.将混合后的伊利石粉送入微波马弗炉焙烧，炉内温度为800℃，物料在微波马弗炉内的停留时间为30分钟。
4.将冷却后的焙烧产物经水溶浸，液固比为20毫升/克，溶浸温度80℃，溶浸时长4小时，经离心，取上层清液。
5.将步骤(4)中所得清液进行添加碳酸钠，去除钙沉淀后，以醇结晶法，添加乙醇后分离可得到纯度大于85％的氯化钾产品，用于生产钾肥。
实施例3
其余与实施例2相同，不同之处在于焙烧时间为900℃。
实施例4
其余与实施例2相同，不同之处在于伊利石与助熔剂之比为1:1.0。
实施例5
其余与实施例2相同，不同之处在于只使用氯化钙助剂，氯化钙：伊利石混合比例为1.6:1。
实施例6
其余与实施例5相同，不同之处在于焙烧时长为10分钟。
伊利石采用氯化钠和氯化钙或二者混合物作为助剂，下表给出了采用的配比、微波马弗炉内物料停留时间以及获得的钾提取率。
经测试，浸取液中氯化钾结晶率为60％(实验多次平均值)，结晶纯度为85％。
本发明利用本地区丰富的富钾伊利石资源，对伊利石矿石资源的合理开发与利用，可以制备钾肥等对农业及社会有积极效果的产品。所述提钾方法较传统高温煅烧技术相比，有效的减低了能耗与污染大等缺点，同时也满足了较高的提取率。采用当地的矿产资源拉动了当地经济的同时，提取出的钾制取钾肥同样对当地农业有极大的帮助。

Claims (4)

1.一种焙烧伊利石高效提钾的方法，其特征在于，具体步骤如下:
(1)、将伊利石球磨至400-800目；
(2)、以氯化钙、氯化钠或者二者的混合物作为焙烧伊利石的助剂，并与伊利石粉均匀混合，其中，伊利石与助剂的质量比为1:1.0-2.0；
(3)、将混合后的伊利石粉送入微波马弗炉焙烧；
(4)、将冷却后的焙烧产物经溶浸，液固比为5-20毫升/克，在溶液中添加碳酸钠，去除钙沉淀后，以醇结晶法，经蒸发，分离可得到纯度大于85％的氯化钾产品，可用于生产钾肥。
2.如权利要求1所述的一种焙烧伊利石高效提钾的方法，其特征在于，步骤(3)所述的微波马弗炉内温度为800-900℃，物料在微波马弗炉内的停留时间为40-80分钟。
3.如权利要求1所述的一种焙烧伊利石高效提钾的方法，其特征在于，步骤(4)所述的溶浸温度为20-80℃，溶浸时长1-4小时。
4.如权利要求1所述的一种焙烧伊利石高效提钾的方法，其特征在于，步骤(4)所述的醇结晶法,指的是在除去钙离子后，将混盐溶液中加入乙醇，使溶液中只析出氯化钾，然后升温令溶液中的乙醇蒸发循环利用，继续蒸发水分至氯化钠饱和而氯化钾未饱和，最后降温使氯化钠析出,余下溶液同样循环操作。
CN201710291026.XA 2017-04-28 2017-04-28 一种焙烧伊利石高效提钾的方法 Active CN107117630B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710291026.XA CN107117630B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种焙烧伊利石高效提钾的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710291026.XA CN107117630B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种焙烧伊利石高效提钾的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107117630A CN107117630A (zh) 2017-09-01
CN107117630B true CN107117630B (zh) 2018-09-25

Family

ID=59725176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710291026.XA Active CN107117630B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种焙烧伊利石高效提钾的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107117630B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108409360B (zh) * 2018-02-27 2021-02-12 延边大学 一种微波辅助酸浸伊利石释钾的方法
CN114044528A (zh) * 2021-12-22 2022-02-15 湘潭大学 一种从钢铁冶金烧结灰中溶剂析晶分离回收氯化钾的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583445A (zh) * 2012-01-13 2012-07-18 北京浦仁美华节能环保科技有限公司 在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法
CN103288102A (zh) * 2013-06-28 2013-09-11 天津水泥工业设计研究院有限公司 焙烧水不溶性钾矿提取氯化钾生产钾肥的方法及装置
CN106276983A (zh) * 2016-07-22 2017-01-04 中国科学院青海盐湖研究所 一种水溶性钾盐的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583445A (zh) * 2012-01-13 2012-07-18 北京浦仁美华节能环保科技有限公司 在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法
CN103288102A (zh) * 2013-06-28 2013-09-11 天津水泥工业设计研究院有限公司 焙烧水不溶性钾矿提取氯化钾生产钾肥的方法及装置
CN106276983A (zh) * 2016-07-22 2017-01-04 中国科学院青海盐湖研究所 一种水溶性钾盐的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"伊利石粘土岩钾的焙烧活化初探";黎文辉等;《贵州工学院学报》;19921231;第21卷(第4期);第20-26、35页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107117630A (zh) 2017-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105271333B (zh) 一种由钾长石生产磷酸二氢钾和氢氧化铝的方法
CN105367176B (zh) 一种磷钾伴生矿的多元素综合利用工艺
WO2019100498A1 (zh) 一种利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法
CN113428882B (zh) 一种锂辉石制备电池级碳酸锂的方法
CN106276983B (zh) 一种水溶性钾盐的制备方法
CN101704687A (zh) 低温分解钾长石生产硫酸钾的方法
CN104211099B (zh) 工业磷石膏废渣的资源化回收利用方法
WO2013040862A1 (zh) 一种氨法处理粉煤灰生产氧化铝的方法
CN106185855B (zh) 一种饲料级湿法磷酸深度净化方法
CN102826926A (zh) 一种钼尾矿酸性土壤调理剂及其生产工艺
CN104016325B (zh) 一种磷酸三钙的生产方法
CN107117630B (zh) 一种焙烧伊利石高效提钾的方法
CN108383094A (zh) 利用反浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法
CN104744175A (zh) 利用磷钾伴生矿生产氮磷钾复合肥的方法
CN109988047A (zh) 一种利用煤矸石制备矿物复合菌肥的配方及其制备方法
CN112374512A (zh) 一种锂云母熟料除杂制备电池级碳酸锂的方法
CN101559959B (zh) 湿法分解钾长石生产硫酸钾和硫酸铵的工艺
CN109761271A (zh) 一种回收利用含钛细料的方法
WO2019100499A1 (zh) 利用盐酸和磷矿生产磷酸钙盐及高纯石膏的方法
CN108483965A (zh) 一种利用工业废磷酸制备速凝剂的工艺
CN105000539A (zh) 一种用湿法磷酸生产磷酸二氢钾和磷酸二氢钾铵的方法
CN104692442B (zh) 一种利用中低品位磷矿伴生钙资源制备高纯高强石膏的方法
CN103290234B (zh) 一种利用水不溶性钾矿提取可溶性钾的方法
CN110395743A (zh) 一种伊利石微波加热类固相蒸汽转化法合成方沸石的方法
CN109516448A (zh) 黄磷炉渣和湿法磷酸制备磷酸氢钙和白炭黑的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant