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鉀是農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要的元素,世界上蘊(yùn)藏著很多含鉀資源,但絕大部分是水難溶性的或不溶性的。我國(guó)鉀資源豐富,可溶性鉀資源十分貧乏。國(guó)外可溶性鉀資源足以滿足農(nóng)業(yè)的需求,因此,利用水難溶性的鉀資源制取鉀肥的研究較少。我國(guó)從二十世紀(jì)60年代初起就開(kāi)始利用鉀長(zhǎng)石制取鉀肥的研究,先后進(jìn)行了數(shù)十種工藝研究,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。
燒結(jié)法
利用石灰石和煤炭作原料,經(jīng)過(guò)粉碎,成球后在立窯鍛燒,使其中的氧化鉀轉(zhuǎn)化成水溶性該種方法生產(chǎn)成本低,但生產(chǎn)過(guò)程中能耗大,且鉀長(zhǎng)石中的鉀轉(zhuǎn)化率較低(60%一90%),使其推廣受到阻礙?!?
高溫熔融法
該法在生產(chǎn)鈣鎂磷肥的基礎(chǔ)上,配人25%一30%的鉀長(zhǎng)石,高溫熔融(1200一1300℃)制得鈣鎂磷鉀復(fù)合肥,其產(chǎn)品含有效磷(P2O5)10%一14%,可溶性鉀(K20)4%一5%,該方法生產(chǎn)成本低。
水熱法
用KOH溶液加壓處理鉀長(zhǎng)石,使鉀長(zhǎng)石成分為K2O·A1203 ·SiO2 ·xH2O的沸石類固相。其中K2O為可溶性的,能被植物吸收,且不易流失,是一種緩釋肥料,同時(shí),部分SiO2也變成可溶性的,成為農(nóng)作物的肥料。
高爐冶煉祛
生產(chǎn)水泥時(shí),按石灰石81.4%一82%、鉀長(zhǎng)石14.2%一15.6%、鐵礦石2.6%一3.2%,螢石1.1%和焦炭3%的比例,破碎后配料混勻入爐,當(dāng)爐缸溫度高達(dá)1 500℃使K20揮發(fā),隨高溫氣流帶出,同時(shí)K2O與爐內(nèi)CO2作用,生成K2C03產(chǎn)品,高爐排除的爐渣經(jīng)加工后制成白色水泥。該方法僅限于水泥廠或磷肥廠,作為副產(chǎn)品生產(chǎn)鉀肥。
低溫分解法
鉀長(zhǎng)石原料經(jīng)過(guò)額式破碎機(jī)粉碎到6mm以下,雷蒙磨將礦物粉碎到100網(wǎng)目以下,由膠帶運(yùn)輸機(jī)將礦物運(yùn)到池中與Ca0水浸泡20nun,然后經(jīng)泵打人加溫加壓爐中,爐中溫度控制在100 - 200℃,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,從爐中流出進(jìn)入池中與Na2S04混合浸泡,通過(guò)結(jié)晶、固液分離等工藝,得到K2S04, NaOH工業(yè)原料。
鉀長(zhǎng)石提純國(guó)內(nèi)鉀長(zhǎng)石資源豐富,但含鐵量超標(biāo),因此,鉀長(zhǎng)石除鐵是提純的關(guān)鍵。鐵是磁性物體,而鉀長(zhǎng)石是非磁性物質(zhì),在磁場(chǎng)中兩者很容易分開(kāi)?!?
鉀長(zhǎng)石原料一手選一破碎一磨礦一分級(jí)一脫水一成品,該流程適用于含鐵量低、質(zhì)量好的原料。采用預(yù)式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎和細(xì)碎,為了防止加工過(guò)程中鐵對(duì)鉀長(zhǎng)石的污染,所以,在選擇磨礦設(shè)備時(shí)易采用輪機(jī)、礫磨機(jī)或瓷球磨機(jī),超細(xì)層壓自磨機(jī)等作為磨礦設(shè)備,采用螺旋分級(jí)機(jī)保證產(chǎn)品的粒度。流程簡(jiǎn)單,投資少,該流程的缺點(diǎn)是產(chǎn)品中鐵的含量指標(biāo)難以滿足優(yōu)質(zhì)陶瓷產(chǎn)品要求。為了克服該流程的缺點(diǎn),增加磁選工藝,實(shí)踐證明選擇濕式高梯度磁選機(jī)除鐵效果好,除鐵效率達(dá)到70%-90%。
鉀長(zhǎng)石防火硅酸鈣板使用鉀長(zhǎng)石制造硅酸鈣板,其原理是將原料制好漿,按比例(鉀長(zhǎng)石粉石灰纖維=229:91:80)混合均勻,制備好的料漿,采用流漿制板工藝制成板坯,板坯堆垛后送入蒸壓釜中,高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù),使材料中硅鋁與石灰中的氧化鈣在高溫水熱反應(yīng)作用下生成水化硅酸鈣,水化硅酸鈣結(jié)晶礦物,與纖維膠結(jié)起來(lái)形成一個(gè)整體。
利用鉀長(zhǎng)石制取鉀肥的同時(shí)制取白碳黑鉀長(zhǎng)石中含鉀量為13.6%,針對(duì)提鉀后余下的礦物石的特性,進(jìn)行綜合利用的研究:制取白碳黑的原理是基于提鉀后鉀長(zhǎng)石結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞,然后,在一定溫度下與NaOH反應(yīng)制取水玻璃,用水稀釋的同時(shí)加人適量電解質(zhì),用酸中和并定溫老化,再經(jīng)過(guò)濾、洗滌制得白碳黑。