用微波窯從鉀長(zhǎng)石中提取可溶性鉀的工藝【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及微波高溫冶煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用微波窯從鉀長(zhǎng)石中提取可溶性鉀的工藝?！?br/>
背景技術(shù)：
】鉀礦分為不可溶性鉀礦資源和可溶性鉀礦資源。世界可溶性鉀礦資源總量約2000億噸，而我國(guó)可溶性鉀礦儲(chǔ)量只有約2.5億噸，僅僅占世界總儲(chǔ)量的1.6％。我國(guó)的可溶性鉀礦資源貧乏導(dǎo)致鉀產(chǎn)品需求缺口大，目前乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，都需從國(guó)外進(jìn)口大量鉀產(chǎn)品。但是，我國(guó)不可溶性鉀礦（例如鉀長(zhǎng)石）資源卻很豐富，不僅分布地域廣，而且儲(chǔ)量大，總資源儲(chǔ)量超過千億噸。因鉀礦石中含鉀為不溶性，提取運(yùn)用相當(dāng)困難。其具有穩(wěn)定的Si-Al-O三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，晶格不易被破壞，具有較高的熱穩(wěn)定性。用一般的酸、堿來做溶解介質(zhì)工藝能耗高、鉀溶出率低，相對(duì)于國(guó)外進(jìn)口鉀產(chǎn)品價(jià)格，沒有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值。換言之，就是用高溫或酸、堿等方法雖然能從鉀長(zhǎng)石中溶出鉀來，但是沒有市場(chǎng)、沒有價(jià)值。二十世紀(jì)60年代初，我國(guó)就開始研究利用鉀長(zhǎng)石制取鉀肥，先后進(jìn)行了數(shù)十種工藝方法的研究，如燒結(jié)法、高溫熔融法、水熱法、高爐冶煉法、酸堿加濕加壓法、低溫分解法等。這些提鉀方法在實(shí)驗(yàn)中雖然成功了，但都存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜、綜合效益差、環(huán)保不過關(guān)、成本高等難題，至今沒有能夠進(jìn)行規(guī)模化的工業(yè)應(yīng)用。因此，如何研發(fā)一種提鉀新工藝，以低成本將不溶性鉀礦（鉀長(zhǎng)石）資源轉(zhuǎn)換成為可溶性鉀資源，實(shí)現(xiàn)不可溶性鉀資源的綜合利用，對(duì)改善我國(guó)長(zhǎng)期缺鉀的現(xiàn)狀，具有重大的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義，還能從根本上解決我國(guó)鉀產(chǎn)品長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。微波加熱作為一種新型加熱方式，利用微波與物質(zhì)之間的特殊耦合作用產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)物料的整體內(nèi)外同時(shí)快速加熱，這種特性在一定溫度和添加劑的輔助下，打開了鉀長(zhǎng)石堅(jiān)固的網(wǎng)狀晶格結(jié)構(gòu)，使鉀能快速高效地分解出來，溶出率達(dá)到95%以上。但現(xiàn)有的推板窯、隧道窯均是從頂部或頂部及兩個(gè)側(cè)面三個(gè)方向微波發(fā)射，這樣會(huì)導(dǎo)致微波磁場(chǎng)不均勻，嚴(yán)重影響產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量。此外現(xiàn)有的微波反應(yīng)器一般設(shè)置在爐體底部，因而靠底部的物料升溫慢，升溫不均勻，從而影響反應(yīng)效果?！?br/>
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
】針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用微波窯從鉀長(zhǎng)石中提取可溶性鉀的工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案之一：微波窯，包括設(shè)有進(jìn)料口和出料口的窯體，窯體分為預(yù)熱段、加熱段和冷卻段，窯體內(nèi)設(shè)置有密封腔和隔離腔，密封腔與隔離腔之間設(shè)置有隔離層，其特征在于，所述窯體加熱段的四周均勻布設(shè)有多個(gè)微波輻射源，每個(gè)微波輻射源連接有一個(gè)環(huán)形器和一個(gè)微波波導(dǎo)管；在窯體內(nèi)橫向設(shè)有齒條，齒條的兩端分別安裝在位于窯體外的支撐座上；在窯體中部的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有多個(gè)與窯體配套使用的反應(yīng)器；每個(gè)反應(yīng)器的外沿設(shè)有凸臺(tái)，在凸臺(tái)的四角設(shè)有滾輪，每個(gè)反應(yīng)器通過各自的滾輪在窯體兩側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)滑行；反應(yīng)器上還設(shè)有多個(gè)通氣孔，反應(yīng)器底部安裝有攪拌器，攪拌器的下部安裝有齒輪，齒輪與窯體內(nèi)的齒條相嚙合。作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述攪拌器為帶輻射狀凸起的圓盤。本發(fā)明的技術(shù)方案之二：用微波窯從鉀長(zhǎng)石中提取可溶性鉀的工藝，其特征在于，包括如下具體步驟：（1）粉碎制漿：準(zhǔn)確稱量堿及鉀長(zhǎng)石，堿、鉀長(zhǎng)石的重量比為1-5:3，備用；接著將鉀長(zhǎng)石破碎磨粉至100-400目，得鉀長(zhǎng)石粉；然后用皮帶輸送機(jī)將鉀長(zhǎng)石粉和堿送入料漿攪拌桶內(nèi)，并添加水，固液重量比為1：1-3，攪拌制成料漿，經(jīng)泵打入料漿儲(chǔ)備槽中，備用；（2）微波煅燒：將步驟（1）中備用的料漿送入微波窯內(nèi)煅燒，在800～1300℃條件下焙燒1～3h，得熟料；微波窯煅燒過程中產(chǎn)生的水蒸氣、二氧化碳和堿塵經(jīng)爐氣引風(fēng)機(jī)送至洗滌橫管，在洗滌橫管的作用下洗滌氣體中的堿塵，堿塵經(jīng)過冷凝塔后回收利用，除堿塵的氣體冷卻后備用；（3）球磨水浸：經(jīng)微波窯煅燒后高于500℃的熟料直接倒入水中進(jìn)行球磨水浸，球磨水浸后，采用壓濾機(jī)壓濾，進(jìn)行固液分離，得水浸渣和水浸液，其中水浸渣經(jīng)2-5次水洗后作為工業(yè)填充料原料送入干燥車間干燥后裝袋，或進(jìn)一步將濾渣加工成炭黑，而水浸液進(jìn)行脫硅、過濾除雜處理，備用；（4）碳分：往過濾除雜后的水浸液中通入微波煅燒中產(chǎn)生的除堿塵氣體，進(jìn)行碳分處理，水浸液中的Al逐漸以Al(OH)3的形式沉淀下來，碳分進(jìn)行到溶液中的pH=8.0為止，碳分完畢進(jìn)行固液分離，濾渣Al(OH)3用清水2-5次洗滌、干燥、包裝后送入成品庫(kù)，濾液待下一步處理；（5）分離或合成：碳分后固液分離得到的濾液成分主要是K2CO3和Na2CO3，或是通過分離設(shè)備使濾液中K2CO3和Na2CO3分別結(jié)晶分離出來，其中K2CO3經(jīng)水洗、干燥包裝后送入成品庫(kù)，而Na2CO3晶體和洗滌回收的堿塵一起進(jìn)入粉碎制漿工序中，進(jìn)行循環(huán)利用；或是直接與磷酸混合，采用中和法生產(chǎn)磷酸二氫鉀化肥產(chǎn)品。作為一個(gè)優(yōu)選方案，粉碎制漿步驟中的堿為Na2CO3或?yàn)镹a2CO3與NaOH的混合物。工藝中所得到的氫氧化鋁、碳酸鉀或磷酸二氫鉀用編織袋包裝入庫(kù)，尾料作為塑料填充劑、陶瓷和建材原料，或加工成炭黑。相比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的有益效果：（1）本發(fā)明采用自主研發(fā)的微波窯，在其加熱段四周設(shè)置微波輻射源，可以形成360度微波輻射，使得微波磁場(chǎng)更均勻；與其配套使用的反應(yīng)器位于窯體中部，與四周加熱區(qū)的距離更加均勻，反應(yīng)效果更好；當(dāng)反應(yīng)器向前滑行時(shí)，攪拌器下部的齒輪與齒條嚙合，從而帶動(dòng)攪拌器旋轉(zhuǎn)，使反應(yīng)器內(nèi)的物料受熱更充分。在一定溫度和添加輔助劑的條件下，將含鉀長(zhǎng)石中的不溶鉀轉(zhuǎn)化為可溶性鉀，溶出率達(dá)95%以上，且總成本降低到傳統(tǒng)方法的1/3-1/4，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，并可進(jìn)行大規(guī)...