低溫提取非水溶性含鉀礦石中鉀的方法
【專利摘要】本發(fā)明名稱為低溫提取非水溶性含鉀礦石中鉀的方法，屬于資源綜合利用領(lǐng)域。非水溶性含鉀礦石具有穩(wěn)定的性能，使其難于被農(nóng)業(yè)直接利用。利用微波加熱可以對礦石礦物學(xué)產(chǎn)生影響，利用微波加熱對含鉀礦石處理可以有效提高鉀的溶解特性、且費(fèi)用低。本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種高效率、低溫的提鉀技術(shù)，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中能耗高、污染嚴(yán)重的問題。其主要原理是首先利用微波輻照破壞材料結(jié)構(gòu)，再利用酸或堿將其中的鉀高效提取出來。
【專利說明】
低溫提取非水溶性含鉀礦石中鉀的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種提取非水溶性含鉀礦石中鉀的方法，屬于資源綜合利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鉀是植物生長過程中的主要營養(yǎng)元素，而我國鉀肥自給率約占50%。我國水溶性鉀鹽主要分布在現(xiàn)代鹽湖中，其中青海省察爾汗鹽湖的氯化鉀儲量最大，約為1.45億噸。但是可溶性鉀鹽所占的比例很少而非水溶性鉀資源十分豐富，尤其以鉀長石為主的難溶性鉀資源儲量大、分布廣，目前有儲量報(bào)道的礦源就有40多個(gè)，總量達(dá)100億噸以上。如何讓難溶性鉀長石資源中的鉀變成肥，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用一直是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]鉀長石的化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，除了氫氟酸外，常溫常壓下幾乎不被任何酸、堿所分解。對于鉀長石提鉀研究主要有以下工藝過程:高溫分解法、壓熱法、低溫分解法等?，F(xiàn)有的鉀長石低溫提鉀機(jī)理主要有離子交換機(jī)理、離子吸附機(jī)理和活化機(jī)理，但理論研究并不深入。近期有學(xué)者利用天然鉀長石與CO2反應(yīng)，將CO 2高效礦化為穩(wěn)定的固體碳酸鹽，同時(shí)生產(chǎn)出高附加值、稀缺的可溶性鉀鹽。
[0004]微波輻射法是一種利用微波加熱的化學(xué)合成方法，也是近年興起的研究熱點(diǎn)。微波具有加熱迅速均勻、可控性好、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已受到廣泛關(guān)注。利用微波加熱可以對礦石礦物學(xué)產(chǎn)生影響，有研究表明利用微波加熱對低品位礦石處理可以有效提高溶解特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種高效的提鉀方法，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)高能耗、提取率低的缺點(diǎn)。其主要原理是首先采用微波輻照，然后利用酸或堿低溫提取鉀。
[0006]本發(fā)明的方法包括如下步驟:
[0007]I)非水溶性含鉀礦石的破碎；
[0008]2)微波破壞含鉀礦石的的結(jié)構(gòu)；
[0009]3)低溫條件下用酸或堿將鉀溶出。
[0010]本發(fā)明采用非水溶性含鉀礦石為原料，首先將其破碎至100-500目并過篩，將一定粒徑的礦石經(jīng)過功率200-2000W的微波加熱5-500s，然后用硫酸或氫氧化鈉在低于200°C的條件下，反應(yīng)l_5h。
[0011]本發(fā)明的方法具有十分顯著的優(yōu)點(diǎn):1)原料來源廣泛，對純度要求不高；2)微波材料處理時(shí)間短；3)低溫條件下節(jié)約能耗；4)鉀的提取率高。
【附圖說明】
[0012]附圖為低溫提鉀的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
[0014]鉀長石用量0.Sg，鉀長石粒徑200目、微波預(yù)處理時(shí)間20min、微波預(yù)處理功率600W，鉀長石與模擬磷礦質(zhì)量比:0.8: 1、氟化鈣與磷酸鈣質(zhì)量比為3: 1、70%硫酸用量為10ml、反應(yīng)時(shí)間5h、反應(yīng)溫度160°C，鉀提取率為85.6%。
[0015]實(shí)施例2
[0016]鉀長石用量0.Sg，鉀長石粉200目過篩、反應(yīng)時(shí)間5h、反應(yīng)溫度160°C、鉀長石與模擬磷礦質(zhì)量比(氟化鈣與磷酸鈣質(zhì)量比3: 1)0.8: 1、硫酸用量10ml，微波消解5h，鉀提取率為83.1%ο
[0017]實(shí)施例3
[0018]鉀長石0.5g、水10ml、3.0gNaOH和反應(yīng)4小時(shí)的條件下，通過微波消解反應(yīng)以及水熱反應(yīng)兩種方式研究對比鉀離子提取率，各自的鉀提取率分別為92%和80%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微波消解可大大提高鉀的提取率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫提取非水溶性含鉀礦石中鉀的方法，為在微波輔助條件下，含鉀礦石在堿液或酸液作用下鉀元素被提取出來。其特征是采用微波首先破壞含鉀礦石的結(jié)構(gòu)，然后在酸性或堿性溶液中鉀離子低溫溶出。具體過程如下: 1)將非水溶性含鉀礦石破碎，經(jīng)過微波處理破壞其結(jié)構(gòu)。 2)處理后的礦石再經(jīng)過酸溶或堿溶提取鉀，另外，還可以在酸溶或堿溶提取鉀過程中輔助二次微波提鉀。2.權(quán)利要求1所述的酸溶或堿溶是指兩個(gè)不同體系，二者均可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)提鉀過程。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是:酸溶過程中用到硫酸、氟化鈣、磷酸鈣助劑。4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是:堿溶過程中用到氫氧化鈉。5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是:所說低溫是指溫度低于200攝氏度。6.根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征是:微波的功率為200-2000W，作用時(shí)間為5_500so
【文檔編號】C05D1/04GK105884406SQ201410777325
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月15日
【發(fā)明人】趙建海, 徐暢, 趙晶星
【申請人】天津城建大學(xué)