專利名稱：利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥并利用其尾渣生產(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(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)鉀肥主要是采用沉降的可溶性鉀鹽經(jīng)過采鹵、除雜、濃縮、造粒而成，但由于其可溶性的鉀鹽分布極不均衡，至一戰(zhàn)后全球先后有美國(guó)、加拿大、英國(guó)、日本等國(guó)興起利用不溶性鉀礦制造鉀肥的研究熱潮，我國(guó)于上世紀(jì)五十年代也有一些研究機(jī)構(gòu)從事這一方面的探索，并先后有一些工業(yè)性的成果，最典型的是利用燒制水泥的過程中副產(chǎn)鉀肥，但由于產(chǎn)出比低加上現(xiàn)代硅酸鹽水泥對(duì)堿的嚴(yán)格限制現(xiàn)在基本未見繼續(xù)生產(chǎn)的報(bào)道；
由于全球消耗鉀肥的量日益增多，加上可溶性鉀鹽資源儲(chǔ)量越來(lái)越少，近十多年來(lái)人們又把目光轉(zhuǎn)向不溶性鉀鹽，最典型的如鉀長(zhǎng)石、絹云母、白榴石等。由此獲得了分解鉀長(zhǎng)石的眾多方法和專利。按分解方式可分為揮發(fā)法、焙燒浸取法、濕法等；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(wú)論采用何種方法都面臨著單位能耗高，產(chǎn)出比低經(jīng)濟(jì)效益欠佳。如典型的水泥聯(lián)產(chǎn)窯灰鉀肥法(主要產(chǎn)品是碳酸鉀)，產(chǎn)出比僅在1% 3%(長(zhǎng)石氧化鉀含量在8% 13%，溢出率在80%以上)。鉀長(zhǎng)石、石灰石燒結(jié)后用硫酸浸取產(chǎn)出比 可達(dá)8%左右，但由于渣的綜合利用價(jià)值不大導(dǎo)致成本較高而無(wú)法市場(chǎng)化。其他的如低溫分解法幾乎都是采用氟化物來(lái)破壞鉀長(zhǎng)石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而逐步分離，副產(chǎn)α — Al2O3,白炭黑、硅鋁合金、聚合硫酸鋁、聚合硫酸亞鐵等，不僅能耗較高，產(chǎn)品鏈較長(zhǎng)，而且還要大量使用氟化物和強(qiáng)酸強(qiáng)堿，安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)是非常嚴(yán)峻的課題，因此暫不適合新進(jìn)企業(yè)實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥的產(chǎn)出比低、能耗高，當(dāng)副產(chǎn)品分離時(shí)產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，投入大，難產(chǎn)業(yè)化，以及尾渣無(wú)法處理而污染環(huán)境的的弊端，本發(fā)明的目的在于提供一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法。為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分比備齊如下物料:
鐘長(zhǎng)石35 45,石灰石40 50,重晶石10 20 ;
2.破碎:先將鉀長(zhǎng)石、石灰石和重晶石分別破碎至20_以下，再將其混合待用；
3.均化:將步驟2中配制好的物料混合物料入磨粉磨，出磨物料細(xì)度過200目篩后入均化庫(kù)，得生料待用；
4.煅燒:將步驟3得的生料送入窯煅燒，煅燒溫度控制在1280°C 1350°C，煅燒時(shí)間為2 30分鐘；
5.水淬:將經(jīng)步驟4煅燒過的紅熱物料進(jìn)行水淬，料:水=1:1，其溫度100 120°C，保溫10分鐘，然后離心機(jī)分離；
6:制鉀肥:將步驟5中所分離出的液體濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；
7.制水泥:將步驟5分離出來(lái)的爐渣烘干脫水后加入3-5%的石膏和10% 20%的水泥熟料入磨粉磨，粉磨至180-200目即成特種水泥，這種特種水泥可用于非結(jié)構(gòu)工程，完全可以替代抗輻射水泥、白色水泥等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步:
1.由于原料中有鉀長(zhǎng)石，它為制造鉀肥提供氧化鉀和為制造特種水泥提供氧化鋁和二氧化硅；由于原料中石灰石的摻入，為使氧化鈣和鉀長(zhǎng)石中的氧化鋁、二氧化硅化合，使鉀長(zhǎng)石徹底分解；又由于原料中重晶石的摻入，提供硫酸根離子和鉀長(zhǎng)石中的鉀離子化合生成硫酸鉀。同時(shí)鋇離子在無(wú)機(jī)膠凝材料中能產(chǎn)生良好的抗輻射作用和提高材料的白度；特別是重晶石鋇離子和硫酸根的協(xié)同作用可使得燒成溫度降低150 °C左右，同時(shí)還擴(kuò)大了燒成范圍，節(jié)能降耗20%以上；
2.由于鉀長(zhǎng)石的百分比含量為35 45,優(yōu)選地42 43,當(dāng)鉀長(zhǎng)石的含量多于45%時(shí)，因沒有足夠的鈣離子和鋇離子與鉀長(zhǎng)石中的二氧化硅化合物而無(wú)法使鉀長(zhǎng)石完全分解，當(dāng)鉀長(zhǎng)石少于35%時(shí)，過多的鈣離子和鋇離子因需形成C3S，C2S,硅酸二鋇等需消耗更多的能量，同時(shí)，過低的鉀長(zhǎng)石 也影響了硫酸鉀的產(chǎn)出，結(jié)果導(dǎo)致能耗高而產(chǎn)出少的局面；
3.由于石灰石的百分比含量為40 50優(yōu)選地為45 48,當(dāng)石灰石含量多于50%時(shí)，CaCO3的分解和形成硅酸鹽礦物都要消耗較多的熱量，同時(shí)未化合的f-CaO還會(huì)造成安定性不良，當(dāng)石灰石的含量少于40%時(shí),鉀長(zhǎng)石中的SiO2還有部分未參與反應(yīng)導(dǎo)致鉀長(zhǎng)石沒有完全分解；
4.重晶石的百分比含量為10 20，優(yōu)選地16 18，當(dāng)重晶石大于20%時(shí)，沒有足夠的鉀離子與之化合導(dǎo)致SO3的逸出，增加了脫硫的成本或造成污染環(huán)境的隱患，同時(shí)當(dāng)重晶石大于20%后，抗輻射水泥3個(gè)月后會(huì)產(chǎn)生膨脹導(dǎo)致開裂；當(dāng)重晶石含量少于10%時(shí)，因鉀離子沒有足夠的硫酸根離子與之化合，導(dǎo)致硫酸鉀產(chǎn)出量減少；
總之，本方法充分利用鉀長(zhǎng)石的有效成分，生產(chǎn)出的鉀肥產(chǎn)出比高、能耗低，解決了以往利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥時(shí)副產(chǎn)品分離產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，投入大，難產(chǎn)業(yè)化，以及尾渣無(wú)法處理而污染環(huán)境的難題，適合有鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源的中小企業(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分比備齊如下物料:鉀長(zhǎng)石40,石灰石40,重晶石20,總量100；
2.破碎:先將鉀長(zhǎng)石、石灰石和重晶石分別破碎至20_以下，再將其混合待用；
3.均化:將步驟2中配制好的物料混合物料送入球磨機(jī)，出磨物料細(xì)度過200目篩后入均化庫(kù)，得生料待用；
4.煅燒:將步驟3得的生料送入煅燒窯，煅燒溫度控制在1280 1350°C，煅燒時(shí)間為2 30分鐘；
5.水淬:將經(jīng)步驟4煅燒過的紅熱物料進(jìn)行水淬，料:水=1:1，其溫度100 120°C，保溫10分鐘，然后用離心機(jī)分離；6:制鉀肥:將步驟5中所分離出的液體濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；
7.制水泥:將步驟5分離出來(lái)的爐渣烘干脫水，然后加I 3.5%的石膏和10 20%的水泥熟料，粉磨至180 200目即成特種水泥，這種特種水泥可用于非結(jié)構(gòu)工程，廣泛地替代抗輻射水泥、白色水泥使用場(chǎng)合。實(shí)施例2:利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分比備齊如下物料:
鉀長(zhǎng)石45,石灰石45,重晶石10 ；
2.破碎:先將鉀長(zhǎng)石、石灰石和重晶石分別破碎至20_以下，再將其混合待用；
3.均化:將步驟2中配制好的物料混合物料送入球磨機(jī)，出磨物料細(xì)度過200目篩后入均化庫(kù)，，得生料待用；
4.煅燒:將步驟3得的生料入窯煅燒，煅燒溫度控制在1280 1350°C，煅燒時(shí)間為2 30分鐘；
5.水淬:將經(jīng)步驟4煅燒后的紅熱物料進(jìn)行水淬，料:水=1:1，其溫度100 120°C，保溫10分鐘，然后用離心機(jī)分離；
6:制鉀肥:將步驟5中分離出的液體經(jīng)濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；
7.制水泥:將步驟5分離出來(lái)的爐渣加2 3.5的石膏和15 20%的水泥熟料，共同粉磨至180 200目即成特種水泥，這種特種水泥可用于非結(jié)構(gòu)工程，廣泛地替代抗輻射水泥、白色水泥使用場(chǎng)合。實(shí)施例3:利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，其生產(chǎn)方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分比備齊如下物料:
鉀長(zhǎng)石35,石灰石50,重晶石15 ；
2.破碎:先將鉀長(zhǎng)石、石灰石和重晶石分別破碎至20_以下，再將其混合待用；
3.均化:將步驟2中配制好的物料混合物料送入球磨機(jī)，出磨物料細(xì)度過200目篩后入均化庫(kù)，，得生料待用；
4.煅燒:將步驟3得的生料入窯煅燒，煅燒溫度控制在1280 1350°C，煅燒時(shí)間為2 30分鐘；
5.水淬:將經(jīng)步驟4煅燒后的紅熱物料進(jìn)行水淬，料:水=1:1，其溫度100 120°C，保溫10分鐘，然后用離心機(jī)分離；
6:制鉀肥:將步驟5中分離出的液體經(jīng)濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；
7.制水泥:將步驟5分離出來(lái)的爐渣加2% 3.5%的石膏和15% 20%的水泥熟料，共同粉磨至180 200目即成特種水泥，這種特種水泥可用于非結(jié)構(gòu)工程，廣泛地替代抗輻射水泥、白色水泥使用場(chǎng)合。上述僅為本發(fā)明的三個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)， 均屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的行為。
權(quán)利要求
1.一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，該方法是利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，其特征是:所述生產(chǎn)方法包括如下步驟: (1).備料:按重量百分比備齊如下物料: 鐘長(zhǎng)石35 45,石灰石40 50,重晶石10 20 ; ⑵.破碎:先將鉀長(zhǎng)石、石灰石和重晶石分別破碎至20_以下，再將其混合待用； (3).均化:將步驟2中配制好的物料混合物料入磨粉磨，出磨物料細(xì)度過200目篩后入均化庫(kù)，得生料待用； ⑷.煅燒:將步驟3得的生料送入煅燒窯燒，煅燒溫度控制在1280°C 1350°C，煅燒時(shí)間為2 30分鐘； (5).水淬:將經(jīng)步驟4煅燒過的紅熱物料進(jìn)行水淬，料:水=1:1，其溫度100 120°C，保溫10分鐘，然后離心機(jī)分離； (6):制鉀肥:將步驟5中所分離出的液體濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥； (7).制水泥:將步驟5分離出來(lái)的爐渣烘干脫水后加入3 5%的石膏和10% 20%的水泥熟料入磨粉磨，粉磨至180 200目即成特種水泥。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，其特征是:所述石灰石的百分比含量為40 50優(yōu)選地為45 48。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，其特征是:所述重晶石的百分比含量為10 20,優(yōu)選地16 18。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)特種水泥的方法，該方法是利用鉀長(zhǎng)石先提取鉀肥，再將分離出來(lái)的爐渣制成特種水泥，所述生產(chǎn)方法包括備料、破碎、均化、煅燒、水淬，最后將水淬后分離出的液體濃縮、干燥、造粒后即可得硫酸鉀肥；將水淬后分離出來(lái)的爐渣烘干脫水后加入適量石膏和水泥熟料入磨粉磨，粉磨至180-200目即成特種水泥。本方法充分利用鉀長(zhǎng)石的成分，所生產(chǎn)出的鉀肥產(chǎn)出比高、能耗低，解決了以往利用鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀肥時(shí)副產(chǎn)品分離產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，投入大，難產(chǎn)業(yè)化，以及尾渣無(wú)法處理而污染環(huán)境的難題，適合有鉀長(zhǎng)石礦產(chǎn)資源的中小企業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B7/14GK103193517SQ201310153579
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:雷志剛