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钾长石制取钾肥的研究
 

 

  钾长石是钾、钠、钙等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物,也叫长石族矿物。钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)通常也称正长石。钾长石系列主要是正长石,微斜长石,条纹长石等。

  钾长石 属单斜晶系,通常呈肉红黄白等色。密度2.54-2.57g/cm3,比重2.56~2.59,硬度6,其理论成分为SiO2 64.7%Al2O3 18.4%,K2O 16.9%。它具有熔点低(1150±20℃),熔融间隔时间长,熔融粘度高等特点,广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门及制钾肥用。

  除正钾长石外,还有两个同质多象变种:透长石和钾微斜长石。前者亦属

  单斜晶系,也通称正钾长石;后者则属三斜晶系。

  钾是农作物生长的重要的元素,世界上蕴藏着很多含钾资源,但绝大部分是水难溶性的或不溶性的。我国钾资源丰富,可溶性钾资源十分贫乏。国外可溶性钾资源足以满足农业的需求,因此,利用水难溶性的钾资源制取钾肥的研究较少。我国从二十世纪60年代初起就开始利用钾长石制取钾肥的研究,先后进行了数十种工艺研究,综合起来可分为:烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法。

  一般工业要求

  制钾肥用氧化钾( K2O )>9%氧化镁加氧化钙(MgO+CaO)<2%氧化钠(Na2O )<3%
普通陶瓷及电瓷用(瓷土和瓷石)Al2O3>或≈13%
玻璃配料用Al2O3>18%,SiO2 <70%
研磨材料氧化钾( K2O )>10%二氧化硅(SiO2 )>60%三氧化二铝(Al2O3 )>18%


  烧结法


  利用石灰石和煤炭作原料,经过粉碎,成球后在立窑煅烧,使其中的氧化钾转化成水溶性,该种方法生产成本低,但生产过程中能耗大,且钾长石中的钾转化率较低(60%-90%),使其推广受到阻碍。

  高温熔融法

  该法在生产钙镁磷肥的基础上,配入25%一30%的钾长石,高温熔融(1200-1300℃)制得钙镁磷钾复合肥,其产品含有效磷(P2O5)10%-14%,可溶性钾(K2O)4%-5%,该方法生产成本低。

  水热法

  用KOH溶液加压处理钾长石,使钾长石成分为K2O·Al2O3 ·SiO2 ·xH2O的沸石类固相。其中K2O为可溶性的,能被植物吸收,且不易流失,是一种缓释肥料,同时,部分SiO2也变成可溶性的,成为农作物的肥料。

  高炉冶炼祛

  生产水泥时,按石灰石81.4%-82%、钾长石14.2%-15.6%、铁矿石2.6%-3.2%,萤石1.1%和焦炭3%的比例,破碎后配料混匀入炉,当炉缸温度高达1 500℃使K2O挥发,随高温气流带出,同时K2O与炉内CO2作用,生成K2CO3产品,高炉排出的炉渣经加工后制成白色水泥。该方法仅限于水泥厂或磷肥厂,作为副产品生产钾肥。

  低温分解法

  钾长石原料经过颚式破碎机粉碎到6mm以下,雷蒙磨将矿物粉碎到100网目以下,由胶带运输机将矿物运到池中与CaO水浸泡20min,然后经泵打入加温加压炉中,炉中温度控制在100 - 200℃,经过一定时间后,从炉中流出进入池中与Na2SO4混合浸泡,通过结晶、固液分离等工艺,得到K2SO4, NaOH工业原料。

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