專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法，特別是在物理加工條件下利用天然含鉀礦物制備非溶性鉀肥的肥料生產(chǎn)新工藝方法。
背景技術(shù)：
鉀肥是農(nóng)業(yè)中大量使用的三大化學(xué)肥料之一，植物生產(chǎn)必不可少。鉀肥品種比較少，約95%是氯化鉀，硫酸鹽型鉀肥約占5%，還有極少量的硝酸、碳酸及磷酸鹽類(lèi)鉀肥。世界可溶性鉀資源豐富，已探明儲(chǔ)量近200億t，前蘇聯(lián)和加拿大的儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的90%以上，我國(guó)可溶性固體鉀資源極度缺乏，目前只有云南江城縣勐野井和山東省泰安大汶口兩處，而且儲(chǔ)量少、品位低、交通不便。由于可溶性鉀資源條件的限制，我國(guó)鉀肥工業(yè)發(fā)展緩慢，鉀肥產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，每年需花大量外匯從國(guó)外進(jìn)口鉀肥。目前提倡的解決這個(gè)問(wèn)題的方法有兩個(gè):一是到國(guó)外合作開(kāi)發(fā)鉀鹽資源，例如泰國(guó)、老撾、俄羅斯等；二是開(kāi)發(fā)非可溶性鉀資源，如鉀長(zhǎng)石、明礬石、海綠石、伊利石、霞石以及含鉀砂巖、頁(yè)巖、板巖、泥灰?guī)r等，這些含鉀礦物資源豐富，分布廣泛。利用鉀長(zhǎng)石制鉀肥的工藝方法綜合起來(lái)可分為:燒結(jié)法、高溫熔融法、水熱法、高爐冶煉法和低溫分解法。用明礬石制鉀肥有兩種方法:(I)還原熱解法；(2)氨堿法。用霞石正長(zhǎng)巖制鉀肥的工藝流程為:將霞石正長(zhǎng)巖等礦破碎后與蘇打一道磨制成料漿，高溫焙燒后用稀堿溶液溶解，使其固液分離，溶液相關(guān)工序處理產(chǎn)出硫酸鉀、氯化鉀和碳酸鉀等產(chǎn)品。伊利石制鉀肥的工藝方法為:選出伊利石精礦粉，經(jīng)過(guò)焙燒、硫酸酸浸、洗滌、分離，濾液冷卻結(jié)晶得到鉀礬石，以氨水對(duì)其堿化處理，浸取液經(jīng)過(guò)濾除去濾餅，母液經(jīng)濃縮蒸發(fā)后即得鉀氮肥。以富鉀巖石為原料制鉀肥工藝方法則是:碎至120目配入碳酸鈉，焙燒得熟料，在堿性條件下可水熱合成13X沸石分子篩，母液經(jīng)酸化中和、過(guò)濾、分離、干燥、焙燒等處理，即得碳酸鉀等產(chǎn)品。(于墘，不溶性鉀資源制鉀肥研究現(xiàn)狀，化工礦物與加工，2002，
(8):1-3)。以上所述工藝方法皆為生產(chǎn)水溶性的氧化鉀、硫酸鉀、碳酸鉀等，本專(zhuān)利使用含鉀礦物機(jī)械活化法制備不溶性鉀肥。不溶性鉀肥不易隨水流失，是一種緩釋肥料，且不易造成土壤板結(jié)，不對(duì)施肥地附近水域造成富營(yíng)養(yǎng)化。本發(fā)明不同于《用鉀長(zhǎng)石制取鉀肥的工藝方法》(92106873.5)專(zhuān)利中提到的采用鉀長(zhǎng)石、工業(yè)鹽、燒堿、鹽酸、燃料煤經(jīng)過(guò)粉碎、攪和、煅燒、浸取等步驟制備所需農(nóng)用鉀肥的方法。本發(fā)明不同于 《濕法分解鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)復(fù)合肥的方法》(200910015820.7)專(zhuān)利中提到的在常溫壓條件下將鉀長(zhǎng)石分解得到硫酸銨鉀母液等產(chǎn)品，再以硫酸銨鉀母液為原料制備化肥的方法。本發(fā)明不同于《顆粒長(zhǎng)效鉀肥》(98118245.3)專(zhuān)利中提到的由鉀長(zhǎng)石、石灰石、粘土礦等組成原料，經(jīng)粉碎、混合、加熱、制成直徑約3_的顆粒肥料的方法。
本發(fā)明不同于《一種用含鉀巖石制取鉀肥的方法》(96120733.7)專(zhuān)利中提到的含鉀巖石精礦粉與純堿或燒堿混合后在500°C _850°C下焙燒后制備鉀肥的方法。本發(fā)明不同于《一種自鉀長(zhǎng)石中常壓下提取活性鉀的方法》(200710025493.4)專(zhuān)利中提到的用無(wú)機(jī)鹽在稀酸溶液和溶脹的高吸水樹(shù)脂網(wǎng)絡(luò)體系中置換出鉀長(zhǎng)石中的鉀來(lái)制備鉀肥的方法。本發(fā)明不同于《用伊利石制取鉀氮肥的方法》(92105286.3)專(zhuān)利中提到的用伊利石加入硫酸在高溫高壓的反應(yīng)釜中反應(yīng)后分離、蒸濃結(jié)晶制取鉀氮肥。本發(fā)明不同于《海綠石鉀肥的生產(chǎn)方法》(98111944)專(zhuān)利中提到的用海綠石礦經(jīng)分選、破碎、高溫焙燒活化、冷卻、再細(xì)磨制鉀肥的工藝方法。本發(fā)明不同于《一種用含鉀巖石制取鉀肥的方法》(96120733.7)專(zhuān)利中提到的用含鉀長(zhǎng)石與純堿或燒堿混合后焙燒、與燒堿和水?dāng)嚢杌旌铣赡z體狀，通過(guò)靜置、老化、晶化、過(guò)濾、酸化中和、提取分離，得到K2CO3鉀肥的工藝方法。利用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利檢索系統(tǒng)，檢索了含鉀礦物制備鉀肥的所有專(zhuān)利，結(jié)果表明:所檢索的所有專(zhuān)利均與本專(zhuān)利不盡相同。在世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織提供的英文專(zhuān)利檢索系統(tǒng)中也未發(fā)現(xiàn)含鉀礦物制備鉀肥的相關(guān)專(zhuān)利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種非溶性鉀肥的制備新工藝方法，本發(fā)明以天然含鉀礦物為原料，與傳統(tǒng)化學(xué)法鉀肥制備方法相比較，本發(fā)明最大的特點(diǎn)就是機(jī)械活化法制備非溶性鉀月巴。本專(zhuān)利在添加活化劑的前提下，將含鉀礦物研磨到一定細(xì)度后，活化其中的鉀元素，使其可被植物所吸收。一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法，其具體步驟如下:(I)用粉碎機(jī)將含鉀礦物破碎至粒度小于5cm ；(2)將步驟⑴所得物料送入粉碎設(shè)備，粉碎至平均粒度200目(即粒徑d97< 75 μ m)以上；(3)將步驟(2)所得物料給入超細(xì)研磨設(shè)備，同時(shí)加入活化劑，進(jìn)行微晶化加工，活化其中的鉀元素；控制研磨時(shí)間使得微晶化加工后的產(chǎn)物平均粒度達(dá)到400目(即粒徑d97 < 38ym)以上，得到非溶性鉀肥；所述超細(xì)研磨設(shè)備為雙筒球磨機(jī)，為申請(qǐng)?zhí)?00510011557.6,200520022911.0、200520022912.5,200420004537.7 或 200410004505.1 的專(zhuān)利所述球磨機(jī)中的任意一種。步驟(I)所述粉碎機(jī)為萬(wàn)能粉碎機(jī)、錘式粉碎機(jī)或其他具有類(lèi)似功能的粉碎設(shè)備。步驟(2)所述粉碎設(shè)備為雷蒙磨、渦流磨或其他具有類(lèi)似功能的粉碎設(shè)備。所述含鉀礦物中氧化鉀(K2O)含量在6-15%之間。所述活化劑可以為磷酸銨、乳酸乙酯或聚丙烯酸鹽?；罨瘎┑挠昧颗c礦物的質(zhì)量比界于5: 19至3: 7之間。本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明采用機(jī)械活化法將含鉀礦物中的鉀元素活化，使其具有普通化學(xué)肥料的功效，該化肥為非水溶 性鉀肥，不易隨雨水流失，能減小土壤粘度，增強(qiáng)其松散性，降低土壤板結(jié)，不對(duì)施肥地附近水域造成富營(yíng)養(yǎng)化。而且制備工藝流程簡(jiǎn)單、操作容易、效果好、投資少、無(wú)污染等。該工藝方法使含鉀礦物的利用率達(dá)到100%，無(wú)尾礦排出。本發(fā)明為鉀肥工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)辟了一條新的技術(shù)途徑。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例可以使本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實(shí)施例1一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法，如圖1，其具體步驟如下:(I)選用錘式粉碎機(jī)將含鉀礦物破碎至粒度小于5cm ；(2)將步驟(I)所得物料送入雷蒙磨，粉碎至平均粒度200目；(3)將步驟(2)所得物料給入雙筒球磨機(jī)(該球磨機(jī)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200520022911.0)，同時(shí)加入磷酸銨，磷酸銨與物料的質(zhì)量比為3: 7，進(jìn)行微晶化加工，活化其中的鉀元素；控制研磨時(shí)間使得微晶化加工后的產(chǎn)物平均粒度為500目，得到非溶性鉀肥；(4)將步驟(3)所得產(chǎn)品進(jìn)行包裝備用。所述含鉀礦物中氧化鉀(K2O)含量為10.5%。實(shí)施例2`一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法，其具體步驟如下:(I)選用萬(wàn)能粉碎機(jī)將含鉀礦物破碎至粒度小于5cm ；(2)將步驟(I)所得物料送入渦流磨，粉碎至平均粒度230目；(3)將步驟(2)所得物料給入雙筒球磨機(jī)(該球磨機(jī)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200520022912.5)，同時(shí)加入乳酸乙酯，乳酸乙酯與物料的質(zhì)量比為5: 19，進(jìn)行微晶化加工，活化其中的鉀元素；控制研磨時(shí)間使得微晶化加工后的產(chǎn)物平均粒度達(dá)到450目，得到非溶性鉀肥；(4)將步驟(3)所得產(chǎn)品進(jìn)行包裝備用。所述含鉀礦物中氧化鉀(K2O)含量為9.8%。
權(quán)利要求
1.一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法，其特征在于:該方法步驟如下: (1)用粉碎機(jī)將含鉀礦物破碎至粒度小于5cm； (2)將步驟(I)所得物料送入粉碎設(shè)備，粉碎至平均粒徑200目以上； (3)將步驟(2)所得物料給入超細(xì)研磨設(shè)備，同時(shí)加入活化劑，進(jìn)行微晶化加工，控制研磨時(shí)間使得微晶化加工后的產(chǎn)物平均粒度達(dá)到400目以上，得到非溶性鉀肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(I)所述的粉碎機(jī)為萬(wàn)能粉碎機(jī)或錘式粉碎機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(2)所述的粉碎設(shè)備為雷蒙磨或渦流磨。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述超細(xì)研磨設(shè)備為雙筒球磨機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述含鉀礦物中氧化鉀含量在6-15%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述活化劑為磷酸銨、乳酸乙酯或聚丙烯酸鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述活化劑與礦物的質(zhì)量比界于5: 19至3: 7之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于肥料制備技術(shù)領(lǐng)域的一種利用含鉀礦物制備非溶性鉀肥的工藝方法。本發(fā)明以天然含鉀礦物為原料，K2O含量在6-15％之間。采用機(jī)械活化法將含鉀礦物中的鉀元素活化，使其具有普通化學(xué)肥料的功效，該化肥為非水溶性鉀肥，不易隨雨水流失，能減小土壤粘度，增強(qiáng)其松散性，降低土壤板結(jié)等獨(dú)有的特征。而且制備工藝流程簡(jiǎn)單、操作容易、效果好、投資少、無(wú)污染等。該工藝方法使含鉀礦物的利用率達(dá)到100％，無(wú)尾礦排出。本發(fā)明為鉀肥工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)辟了一條新的技術(shù)途徑。
文檔編號(hào)C05D1/04GK103172409SQ20111043634
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者蓋國(guó)勝, 楊玉芬, 朱再勝, 何振全, 呂樂(lè)福, 王明玲 申請(qǐng)人:清華大學(xué)