專利名稱：一種利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種利用鉀巖石制造硫酸鉀并利用其尾渣生產(chǎn)特種水泥，如抗輻射水泥、白色水泥的方法，屬化肥或建材領域。
背景技術(shù)：
由于鉀是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的三大元素之一，所以一百多年前人們就開始利用鉀巖石如鉀長石、絹云母、白榴石生產(chǎn)鉀肥的嘗試，因鉀巖石均為穩(wěn)定的硅酸鹽網(wǎng)狀正四面體結(jié)構(gòu)，導致在常溫常壓下不能被酸堿分解，也不能被常規(guī)物質(zhì)置換，即使在高溫也難達到完全分解的目的，因此，當沉降可溶性鉀鹽大規(guī)模開采與傾銷時，利用鉀巖石制造鉀肥因其成本高，經(jīng)濟上沒有較大的效益，導致盡管經(jīng)過了一百多年的發(fā)展也未見大規(guī)模應用的先例；
近三十年來，由于各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對可溶性鉀鹽的需求越來越大，特別是可溶性鉀鹽資源的日益減少和開采難度加大，人們對如何利用好不溶性鉀資源的研究又活躍起來。由此而出現(xiàn)了較多的方法和專利申請，如按其分解方式可分為揮發(fā)法、焙燒浸取法、濕法等待；按分解試劑又可分為鹽溶法、酸法、堿法、氟化物法。其中以含鈣化合物焙燒浸取法為主流，但無論采用何種方法都面臨著單位能耗高，產(chǎn)出比低，經(jīng)濟效益欠佳。特別是大量的尾渣的處理成為了項目進一步發(fā)展的最大障礙。如典型的水泥聯(lián)產(chǎn)窯灰鉀肥法，其產(chǎn)出比僅1% 3%，又如低溫常壓濕法分解法均采用氟化物和濃酸強堿，不僅一次性投入較大，而且產(chǎn)品鏈較長，特別是安全生產(chǎn)和環(huán)境保護是非常嚴峻的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中利用鉀巖石生產(chǎn)硫酸鉀產(chǎn)出比低，能耗高，當副產(chǎn)品分離時產(chǎn)業(yè)鏈長，投入大，難產(chǎn)業(yè)化，以及尾渣無法處理而污染環(huán)境的弊端，本發(fā)明的目的在于提供一種利用鉀巖石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥如抗輻射水泥、白色水泥的方法。為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:利用鉀巖石，先分離鉀肥，再將分離出來的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟；
(1)備料:按重量比備齊如下物料:
鉀巖石(Κ20.Α1203..6Si02 ) 37 43，石灰石(CaCO3) 38 45，重晶石(BaSO4) 16 22，螢石(CaF2) I 2 ;
(2)破碎:先將鉀巖石 、石灰石、重晶石、螢石分別破碎至20_以下入庫預均化；
(3)粉磨均化:將步驟2中配制好的物料送入磨粉磨，出磨物料細度過200目篩后入均化庫得生料待用；(4)煅燒:將步驟3得到的生料煅燒，燒成溫度在1350°C 1400°C，得粉塵熟料待用；
(5)制鉀肥:將步驟4得到的粉塵熟料從窯尾收集起來，加水溶解，料水比例為:料:水
=1: 1，在100°c 120°C下保溫10分鐘，然后用離心機分離，所得液體濃縮烘干后即得硫酸鉀，分離出的固體物料烘干作水泥混合料待用；
(6)制水泥:將步驟5所得的水泥混合料，充分冷卻后加I 3.5%的石膏和10% 20%
的水泥熟料，共同粉磨，過0.08_方孔篩，得到的細料經(jīng)檢驗合格包裝后即為特種水泥，該產(chǎn)品可作為抗輻射水泥和白色水泥廣泛地適用抗輻射和裝飾等非結(jié)構(gòu)工程場所。與現(xiàn)在技術(shù)相比，本發(fā)明有如下實質(zhì)特點和顯著的進步:
A、由于鉀巖石的摻入為制造鉀肥提供了氧化鉀和為制造特種水泥提供了氧化鋁和二氧化硅；由于螢石的摻入使硅氧四面體的硅氧健提供斷裂和為降低燒成溫度及擴大燒成范圍創(chuàng)造了條件；由于石灰石的摻入為使氧化鈣和鉀巖石中的氧化鋁、二氧化硅化合，使得鉀長石徹底分解；又由于重晶石的摻入提供了硫酸根離子和鉀巖石中的鉀離子化合生成硫酸鉀，同時鋇離子發(fā)揮其抗輻射作用和增白作用。特別是氟與硫、鋇的協(xié)同作用使得不僅使燒成溫度降低150°C以上，而且還擴大了燒成范圍，節(jié)能達20%以上；
B、由于鉀巖石的含量為38 43，優(yōu)選地為40 42，當鉀巖石的含量多于43時，因沒有足夠的鈣離子和鋇離子與鉀巖石中的二氧化硅化合而無法使鉀巖石完全分解，當鉀巖石少于38時，過多的鈣、鋇離子需形成能耗更高的硅酸鹽產(chǎn)物而影響效益，同時過低鉀巖石也影響了硫酸鉀的產(chǎn)出，結(jié)果導致能耗高而產(chǎn)出少的局面；
C、由于石灰石的含量為39 45，優(yōu)選地為41 43，當石灰石含量多于45時，CaCO3的分解和形成硅酸鹽礦物都要消耗較多的熱量，同時未化合的f-CaO還會造成安定性不良，當石灰石的含量少于39時,鉀 巖石中的SiO2還有部分未參與反應導致鉀巖石沒有完全分解；
D、重晶石的含量為16 20,優(yōu)選地為17 19,當重晶石的含量超過20時,不僅還有SO3溢出污染環(huán)境，而過多的鋇在砼中三個月后還會產(chǎn)生膨脹造成對建筑物破壞；當其含量少于17時，因沒有足夠地硫酸根離子參與鉀巖石中的氧化鉀反應，使得鉀肥產(chǎn)出偏低，鉀巖石沒有完全分解；
螢石含量為I 2，優(yōu)選為1.3 1.7，當螢石量超過2時，溫度下降太多造成漏生現(xiàn)象，當螢石含量少于I時其助溶與擴大燒成范圍的效果不明顯，起不到積極作用；
總之，本發(fā)明的進步表現(xiàn)在:硫酸鉀產(chǎn)出比高，能耗低，當副產(chǎn)品分離時產(chǎn)業(yè)鏈短，投入小，易于產(chǎn)業(yè)化，克服了以往方法對尾渣無法處理而污染環(huán)境的難題。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明:
實施例一:利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥，它是先在窯尾集塵罩內(nèi)收集硫酸鉀，再將窯頭排出的爐渣生產(chǎn)特種水泥如抗輻射水泥、白水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟:(1)備料:先將如下物料按重量份數(shù)備齊，鉀巖石40，石灰石40，重晶石18，螢石2，總量
100 ；
(2)破碎:先將鉀巖石、石灰石、重晶石、螢石分別破碎至20_以下預均化；
(3)配料粉磨均化:將步驟2所得物料按步驟I配比配料后入磨粉磨，生料過180 200目篩后入庫均化；
(4)煅燒:將均化合格后的生料(TCaCO 3不超過±0.2%)入窯煅燒，其燒成溫度溫度控制在1350°C 1400°C，得熟料粉塵待用；
( 鉀肥的制成:
A、硫酸鐘:將步驟4得到的熟料粉塵從岳尾收集后，按料.水=1.1加水溶解，在100°C 120°C保溫10分鐘后，用離心機進行固液分離，所得液體濃縮、干燥后即成硫酸鉀，所得固體物料干燥、脫水后既可作硅鈣肥使用也可作水泥混合材；
B、將窯尾所得粉塵直接包裝即成鉀鈣硅復合肥，其主要成分SK2S04和少量的CaOSiO2;
(6)特種水泥的制成:將熟料充分冷卻破碎后加入I 3.5%的石膏粉磨，過0.08mm方
孔篩篩余量不大于2%，檢驗合格包括即成可作抗輻射水泥或白色水泥的特種水泥。實施例二:利用鉀巖石制造鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥，如抗輻射水泥或白水泥，其生產(chǎn)方
法包括如下步驟:(I)備 料:先將如下物料按重量百分比備齊，鉀巖石38，石灰石41，重晶
石20,螢石I,總量100 ；
(2)破碎:先將鉀巖石、石灰石、重晶石、螢石分別破碎至20_以下預均化；
(3)配料粉磨均化:將步驟2所得物料按步驟I配比配料后入磨粉磨，生料過180 200目篩后入庫均化；
(4)煅燒:將均化合格后的生料(TCaCO 3不超過±0.2%)入窯煅燒，其燒成溫度溫度控制在 1350。。 1400 0C ；
(5)鉀肥的制成:
A、硫酸鉀:將窯尾的粉塵按料:水=1: I溶解，在100°C 120°C保溫10分鐘后固液分離，液體濃縮干燥后即成硫酸鉀，固體物干燥脫水后既可作硅鈣肥使用也可作水泥混合材；B、將窯尾所得粉塵包裝即成鉀鈣硅復合肥，其主要成分為K 2S04和少量的CaOSiO2;
(6)特種水泥的制成:將熟料充分冷卻破碎后加入適量石膏(以SO3 ≤ 3.5%為宜)粉磨，
0.08mm方孔篩，篩余量不大于2%，檢驗合格包括即成抗輻射水泥、白色水泥。上述僅為本發(fā)明的兩個具體實施例，但本發(fā)明的設計構(gòu)思不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均就屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，該方法是利用鉀巖石，先分離鉀肥,再將分離出來的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟； π備料:按重量比備齊如下物料: 鉀巖石(Κ20.Α1203..6Si02 ) 37 43，石灰石(CaCO3) 38 45，重晶石(BaSO4) 16 22，螢石(CaF2) I 2 ; ⑵破碎:先將鉀巖石、石灰石、重晶石、螢石分別破碎至20_以下入庫預均化； ⑶粉磨均化:將步驟2中配制好的物料送入磨粉磨，出磨物料細度過200目篩后入均化庫得生料待用； ⑷煅燒:將步驟3得到的生料 煅燒，燒成溫度在1350°C 1400°C，得粉塵熟料待用； (5)制鉀肥:將步驟4得到的粉塵熟料從窯尾收集起來，加水溶解，料水比例為:料:水=1: 1，在100°c 120°C下保溫10分鐘，然后用離心機分離，所得液體濃縮烘干后即得硫酸鉀，分離出的固體物料烘干作水泥混合料待用； 制水泥:將步驟4所得的熟料，充分冷卻后加1% 3.5%的石膏共同粉磨，過0.08mm方孔篩，得到的細料經(jīng)檢驗合格包裝后即為特種水泥，該產(chǎn)品可作為抗輻射水泥和白色水泥廣泛地適用抗輻射和裝飾等非結(jié)構(gòu)工程場所。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，其特征是:所述鉀肥制成方法:是將步驟4得到的熟料從窯尾收集后，按料:水=1: I加水溶解，在100°C 120°C保溫10分鐘后，用離心機進行固液分離，所得液體濃縮、干燥后即成硫酸鉀；或是將步驟4得到的粉塵，直接包裝即成鉀鈣硅復合肥，其主要成分SK 2S04和少量的CaOSi O2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，其特征是:所述重晶石的含量為重量比的16 20,優(yōu)選地為17 19。
全文摘要
一種利用鉀巖石制造硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，它是利用鉀巖石，先分離出鉀肥，再將分離出來的爐渣制成特種水泥，其方法包括備料、破碎、粉磨均化、煅燒、制鉀肥和制水泥。其中所用原料的重量比為鉀巖石37～43，石灰石38～45，重晶石16～22，螢石1～2；所述煅燒溫度為1350℃～1400℃；所述制鉀肥和制特種水泥，是將經(jīng)煅燒得到的粉塵熟料從窯尾收集起來，加水溶解，然后離心分離，所得液體濃縮烘干后即得硫酸鉀，分離出的固體物料烘干充分冷卻后加適量石膏和水泥熟料，共同粉磨，過篩，得到的細料經(jīng)檢驗合格包裝后即為特種水泥；本發(fā)明的優(yōu)點是硫酸鉀產(chǎn)出比高，能耗低，當副產(chǎn)品分離時產(chǎn)業(yè)鏈短，投入小，易于產(chǎn)業(yè)化，克服了以往方法對尾渣無法處理而污染環(huán)境的難題。
文檔編號C04B7/14GK103193516SQ201310153390
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者雷志剛, 陳淑萍 申請人:雷志剛