專利名稱：利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)鈣鎂磷硅復(fù)合肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化肥領(lǐng)域，特別是指利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀肥聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅多元復(fù)合肥的方法。
背景技術(shù)：
利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥的研究已經(jīng)有一百多年的歷史，一戰(zhàn)期間由于鉀肥供應(yīng)緊張先后在美國、俄羅斯、日本等國利用鉀長石和石灰石來制造鉀肥。二十世紀(jì)中葉，前蘇聯(lián)、巴西、南非及印度先后從不溶性鉀礦物質(zhì)中提取鉀鹽制造鉀肥，但沒有重大突破，分解鉀長石的方法較多，按分解方式可分為揮發(fā)法、焙燒浸取法、濕法等幾類，按分解溶劑可分為鹽溶法、酸法、堿法、氟化物法等，國內(nèi)七十年代主要是利用生產(chǎn)水泥熟料的過程副產(chǎn)窯灰鉀肥，八十年代以后焙燒浸取法研究較多，九十年代中葉國內(nèi)出現(xiàn)低溫濕法分解鉀長石。最近十年由于鉀肥價(jià)格高漲，鉀長石制造鉀肥的研究更活躍起來，如山東科技大學(xué)薛彥輝提出了一種用催化劑低溫分解鉀長石的方法生產(chǎn)硫酸鉀，同時(shí)副產(chǎn)白炭黑和氫氧化鋁；化工部長沙設(shè)計(jì)研究院提出了 “鉀長石礦濕法分解方法” ZL96118069.2 ;“鉀長石礦濕法分解物料浮選分離技術(shù)” 97108312.6.以上兩種方法均采用氟化物，不僅污染環(huán)境而且能耗高，工藝流程較復(fù)雜，產(chǎn)品鏈較長，同時(shí)涉及濃硫酸等高危物品安全生產(chǎn)令人擔(dān)憂。中科院化學(xué)研究所、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇農(nóng)科院推出了“新型多元礦物肥料硅鈣鉀肥的生產(chǎn)與應(yīng)用”該法燒成系采用隧道窯窯車生產(chǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，而且燒成溫度高達(dá)1350°C，限制了其大面積地推廣運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥方法中的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，用以簡化生產(chǎn)過程、降低能源消耗、避免環(huán)境污染、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的，本發(fā)明采用的利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分比備齊以下原材料:
鉀長石50 58,石膏12 18,磷灰石12 25,鋅禮:1 5,白云石12 25 ;
2.粉碎并混合成生料:先將鉀長石、白云石、磷礦石和石膏，分別破碎除鐵，再按重量比混合配料:鉀長石(Κ20.Α1203.6Si02 ) 50 58 ;白云石(CaCO3MgCO3) 12 25 ;磷灰石(Ca5(PO4)3F) 12 25 ;石膏(CaSO4) 12 18 ;鋅渣I 5，然后共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:將步驟2配料制成的生料，過180目篩除鐵后送入均化庫，測得碳酸滴定值偏差不大于0.2%時(shí)合格；
4.燒成:將均化合格后即成分均勻穩(wěn)定的生料入窯煅燒，若選擇機(jī)立窯煅燒時(shí)配熱達(dá)3000KJ/KG生料，煅燒溫度1150°C 1250°C;若選擇窯外分解窯煅燒時(shí)配熱至2500KJ/KG生料，燒成溫度1150。。 1200 0C ；
5.制成硫酸鉀和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱狀熟料水淬，料:水=1: I在溫度100°C -120°c下保持10分鐘，然后將其液渣分離，液體濃縮、造粒、包裝后即成硫酸鉀成品；將剩下的固態(tài)渣，干燥脫水粉磨成150-200目包裝后即成鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥； 6、制成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥:將經(jīng)步驟5液渣分離得到的固態(tài)渣，干燥、脫水、粉磨成150-200目，包裝后即成鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥；或?qū)⒉襟E4得到的紅熱狀熟料直接冷卻，粉磨至150 200目，包裝后即成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥。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、由于原料中有白云石的摻入為破壞二氧化硅的結(jié)構(gòu)提供了氧化鈣、氧化鎂，同時(shí)也為形成硅酸鈣、硅酸鎂提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和降低燒成溫度創(chuàng)造了條件；特別是為改善燒結(jié)物的可溶性為制造化肥提供鈣、鎂離子奠定了基礎(chǔ)；
2、由于原料中有磷灰石的加入，為鉀長石中硅離子形成硅酸鈣提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也為降低燒結(jié)溫度制造復(fù)合肥提供了磷離子的來源；
3、本發(fā)明采用石膏，主要是為了鉀長石中氧化鉀與之化合提供硫酸根離子，即為形成硫酸鉀和為降低燒結(jié)溫度創(chuàng)造了條件；
4、本發(fā)明采用鋅渣，有三個(gè)方面的因素，首先鋅是植物生長重要的微量元素，其次鋅渣對(duì)降低燒結(jié)溫度有一定的貢獻(xiàn)；還有鋅渣到處堆放污染環(huán)境因此而變廢為寶；
5、本發(fā)明采用物料的各組分配比可分別帶來如下好處:
A.選鉀長石的含量為50 58，優(yōu)選為53 56，是當(dāng)鉀長石超過58時(shí)，因過多的二氧化硅無法與鈣鎂離子形成硅酸鈣與硅酸鎂，因而沒有解體鉀長石犖固的硅酸鹽網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，多余的氧化鉀沒有形成可溶物而不能被植物吸收而未產(chǎn)生應(yīng)有的肥效；當(dāng)鉀長石低于50時(shí)復(fù)合肥中可溶性鉀含量太低而無法達(dá)到綜合肥效；
B.選白云石的含量為12 25，優(yōu)選為18 22，是當(dāng)白云石超過25時(shí)，因過多的鈣鎂離子需與二氧化硅形成硅酸二鈣、硅酸三鈣時(shí)產(chǎn)生膠凝性導(dǎo)致土壤坂結(jié)，另一方面白云石少于12時(shí)，因沒有足夠的鈣、鎂離子與二氧化硅反應(yīng)而導(dǎo)致鉀長石結(jié)構(gòu)沒有完全解體而獲得可溶性因而影響肥效；
C.選磷灰石的含量為12 25，優(yōu)選地為18 22，是當(dāng)磷灰石多于25時(shí)，因減少了配方中鉀長石的含量而導(dǎo)致可分離的硫酸鉀及復(fù)合肥中可溶性鉀離子不足，當(dāng)磷灰石少于12時(shí)，導(dǎo)致了復(fù)合肥中有效五氧化二磷的下降；
D.選石膏的含量為12 18,優(yōu)選地14 16,是當(dāng)石膏超過18時(shí)，因沒有足夠的氧化鉀與之化合生成硫酸鉀，而導(dǎo)致三氧化硫排放在大氣中污染環(huán)境，當(dāng)石膏少于12時(shí)，因沒有足夠的硫酸根離子與鉀長石中的鉀離子化合，因而影響可溶鉀的含量；
E.選鋅渣的含量為I 5，優(yōu)選地為2 3，是當(dāng)鋅渣的含量大于5時(shí)，因過多的鋅渣導(dǎo)致影響整個(gè)鉀、鈣、鎂、磷的含量，同時(shí)過多的鋅還會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒；當(dāng)鋅渣的含量小于I時(shí)，基本起不到催化劑的作用，在作物果實(shí)中微量元素的吸收非常有限，無法發(fā)揮鋅的酶作用；
總之，本發(fā)明利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以使其燒結(jié)溫度降低200°C，還可以降低燒成成本40%左右，提高產(chǎn)量4 5倍。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明:
實(shí)施例一:利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法包括如下步驟:
1.備料:按重量百分百比備齊以下原材料:
鉀長石50,石骨18,憐灰石15,鋒禮:2,白z 石:15,總量100 ；
2.粉碎并混合成生料:先將鉀長石、白云石、磷礦石和石膏，分別破碎除鐵，再混合并共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:將步驟I配料制成的生料，過180目篩除鐵后送入均化庫，測定其碳酸鈣滴定值偏差小于0.2%時(shí)合格；
4.燒成:將均化合格后即成分均勻穩(wěn)定的生料入窯煅燒，若選擇機(jī)立窯煅燒時(shí)配熱達(dá)3000KJ/KG生料，煅燒溫度1150°C 1250°C，若選擇窯外分解窯煅燒時(shí)配熱至2500KJ/KG生料，燒成溫度計(jì)1150°C 1200°C ；
5.制成硫酸鉀和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱狀熟料水淬，料:水=1:1，在溫度100°C 120°C下保持10分鐘，然后將液渣分離，液體濃縮即得硫酸鉀，造粒包裝即成硫酸鉀成品；將剩下的固態(tài)渣，干燥脫水粉磨成150-200目包裝后即成鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥；
6.制成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱熟料冷卻，粉磨至150 200目包裝后即成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥。實(shí)施例二:
利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，它包括如下步驟:
1.備料:按重量百分百比備齊以下原材料:鉀長石55,石骨12,磷灰石12,鋅洛I,白z 石20,總量100 ；
2.粉碎并混合成生料:先將鉀長石、白云石、磷礦石和石膏分別破碎除鐵，再混合并共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用；
3.均化:將步驟I配料制成的生料，過180目篩除鐵后送入均化庫，測定其碳酸鈣滴定值偏差小于0.2%時(shí)合格；
4.燒成:將均化合格后即成分均勻穩(wěn)定的生料入窯煅燒，若選擇機(jī)立窯煅燒時(shí)配熱達(dá)3000KJ/KG生料，煅燒溫度1150°C 1250°C;若選擇窯外分解窯煅燒時(shí)配熱至2500KJ/KG生料，燒成溫度計(jì)1150°C 1200°C ；
5.制成硫酸鉀和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱狀熟料水淬，料:水=1:1，在溫度100-120°C下保持10分鐘，然后將液渣分離，液體濃縮即得硫酸鉀，造粒包裝后即成硫酸鉀成品；將剩下的固態(tài)渣，干燥脫水粉磨成150-200目包裝后即成鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥；
6.制成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱熟料直接冷卻，粉磨至150 200目包裝后即成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥。實(shí)施例三:
利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，它包括如下步驟:
1.備料:按重量百分百比備齊以下原材料:鉀長石58,石骨13,磷灰石12 ,鋅洛5,白z 石12,總量100 ；2.其余步驟同實(shí)施例1或?qū)嵤├?，同時(shí)得到鉀肥和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥。上述僅為本發(fā)明的兩個(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.利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，其特征是:它包括如下步驟: SI備料:按重量百分比備齊以下原材料: 鉀長石50 58,石膏12 18,磷灰石12 25,鋅禮:1 5,白云石12 25 ; (2).粉碎并混合成生料:先將鉀長石、白云石、磷礦石和石膏，分別破碎除鐵，再按重量比混合配料:鉀長石(K20*Al203*6Si02 ) 50 58 ;白云石(CaCO3MgCO3) 12 25 ;磷灰石(Ca5(PO4)3F) 12 25 ;石膏(CaSO4) 12 18 ;鋅渣I 5，然后共同入磨粉磨至180 200目，成生料，待用； ⑶.均化:將步驟2配料制成的生料，過180目篩除鐵后送入均化庫，測得碳酸滴定值偏差不大于0.2%時(shí)合格； (4).燒成:將均化合格后即成分均勻穩(wěn)定的生料入窯煅燒，若選擇機(jī)立窯煅燒時(shí)配熱達(dá)3000KJ/KG生料，煅燒溫度1150°C 1250°C ;若選擇窯外分解窯煅燒時(shí)配熱至2500KJ/KG生料，燒成溫度1150°C 1200°C ； (5).制成硫酸鉀和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥:將步驟4得到的紅熱狀熟料水淬，料:水=1:I在溫度100°C-120°C下保持10分鐘，然后將其液渣分離，液體濃縮、造粒、包裝后即成硫酸鉀成品；將剩下的固態(tài)渣，干燥脫水粉磨成150-200目包裝后即成鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥； (6)、制成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥:將經(jīng)步驟5液渣分離得到的固態(tài)渣，干燥、脫水、粉磨成150-200目，包裝后即成鈣 、鎂、磷、硅復(fù)合肥；或?qū)⒉襟E4得到的紅熱狀熟料直接冷卻，粉磨至150 200目，包裝后即成鈣、鎂、磷、鉀、硅多元復(fù)合肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，其特征是:所述原料中鉀長石含量的最佳百分比為53 56，白云石含量的百分比18 22，磷灰石含量的百分比為18 22,石骨含量的百分比為14 16,鋅洛含量的百分比為2 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，其特征是:所選磷灰石的百分比含量為12 25,優(yōu)選地為18 22。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，其特征是:所選鋅渣的百分比含量為I 5，優(yōu)選地為2 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，其特征是:所選白云石的百分比含量為12 25，優(yōu)選為18 22。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用鉀長石生產(chǎn)硫酸鉀并聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法，它包括如下步驟備料、粉碎并混合成生料、均化、燒成、制成硫酸鉀和鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥。本發(fā)明利用鉀長石生產(chǎn)鉀肥聯(lián)產(chǎn)鈣、鎂、磷、硅復(fù)合肥的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅可以使其燒結(jié)溫度降低200℃，還可以降低燒成成本40%左右，提高產(chǎn)量4～5倍。適合有鉀長石、石膏、磷灰石、鋅渣或白云石礦產(chǎn)資源地區(qū)的中小企業(yè)使用，生產(chǎn)鉀肥和含鈣、鎂、磷、硅的復(fù)合肥。
文檔編號(hào)C05G1/00GK103183365SQ20131015346
公開日2013年7月3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