利用富钾岩石和褐煤生产腐殖酸钾的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用富钾岩石和褐煤生产腐殖酸钾的方法。
【背景技术】
[0002] 中国的水溶性钾盐资源很少，目前已探明钾盐储量（折合K2O)仅为2. 1亿吨，仅占 世界储量的2. 2%。据统计，2012年中国资源型钾肥一一氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁肥总产 量377万吨（折纯K20)，钾盐（肥）自给率为47.8%。预测2015年国内钾肥产量可达400 万吨；与2012年795. 4万吨（折纯K2O)的表观消费量相比，我国水溶性钾盐资源在短期供 应能力和长期保障程度上都存在问题。
[0003] 腐殖酸钾是一种高效有机钾肥。腐殖酸钾是一种高分子非均一的芳香族羟基羧酸 盐，外观为黑色颗粒或粉状固体，由腐殖酸与氢氧化钾化学反应而成，速溶于水，呈碱性，拥 有羧基、酚羟基等多种活性基团，具有离子交换、吸附、络合、絮凝、分散、粘结等多种功能。 腐殖酸钾可提高土壤速效钾含量，减少钾的损失和固定，增加作物对钾的吸收和利用率，也 具有改良土壤、促进作物生长、提高作物抗逆能力、改善作物品质、保护农业生态环境等功 能，另外其与氮肥、磷肥、钾肥等混合后，可制成高效多功能复混肥料。
[0004] 我国非水溶性钾矿资源丰富，据统计资源总量超过200亿吨，主要为富钾正长岩、 霞石正长岩、富钾火山岩、伟晶岩、富钾页岩、富钾板岩等以钾长石为主要物相的富钾岩 石。我国由于水溶性钾盐短缺，利用非水溶性钾矿提取钾盐的研宄一直受到关注，尤其是近 二十年来，众多的企业和科研机构开发出非溶性钾矿制取钾盐和钾肥的工艺方法，主要包 括高温焙烧法、水热化学法和微生物法，其中以生石灰为助剂的水热化学法，由于生石灰价 格便宜，且工艺简单，较具发展前景。
[0005] 专利（【申请号】01100475. 4)公开了一种从富钾岩石-石灰水热法制取钾肥或钾 盐的方法，其中采用的助剂为石灰，专利（【申请号】02156824.3)公开了一种利用水热化学 反应从富钾岩石中制取钾肥（钾盐）的方法，其中采用的助剂为石灰、轻烧氧化镁或白云石 灰，制备得到的滤液均为KOH溶液，经过进一步可以加工为K 2S04、K2CO3等钾盐产品，但浓度 均小于5g/L ;专利（【申请号】200710098753. 0)和专利（【申请号】201010196125. 8)公开了 一种生产微孔硅钾钙矿物肥料的方法，其采用助剂为石灰，在半湿状态下分解钾长石，反应 物料干燥后直接得到微孔硅钾钙多元素矿物肥料，但所得矿物肥料中K 2O质量百分含量多 在3. 5%?5. 5%之间。
[0006] 专利（【申请号】200710178440. 6)曾公开了一种以石灰为助剂利用富钾岩石生产 农用矿物基硝酸钾的方法，工艺过程中，通过添加硝酸钾可以调节农用矿物基硝酸钾的质 量百分含量，但是工艺的固液比为1 : 15?20,因此蒸发量大，能耗较高。
[0007] 腐殖酸钾是优质的新型有机无机复合肥原料。目前，腐殖酸钾是用KOH配制成溶 液，与原料煤（褐煤、泥炭、风化煤）在水热条件下反应，经沉降、离心分离，滤液蒸发、干燥 后制得。由于腐殖酸钾溶解度低，且溶液具有胶体溶液的性质，所用的KOH溶液质量百分含 量1?2%，浓度很低，制备过程中水的消耗和蒸发能耗都很高。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是针对以氧化钙为助剂水热分解钾长石工艺过程所得KOH溶液浓 度低，直接制备KOH、K 2C03、K2SO4等钾盐产品，蒸发能耗高，而采用KOH化工原料制备腐殖酸 钾过程中，需要配置质量百分含量1?2%的KOH溶液，水耗高，成本高的问题，本发明是提 供一种工艺简单、原料来源广、产品附加值高且便于实施推广的利用富钾岩石生产腐殖酸 钾的方法。该方法采用水热法工艺，可使以钾长石为主要物相的富钾岩石分解得到KOH溶 液，所得KOH溶液无需蒸发，直接与褐煤水热反应制备得到腐殖酸钾产品。本发明制备腐殖 酸钾不消耗KOH化工原料，并且将在KOH溶液的制备工序，巧妙的与腐殖酸钾的制备工艺结 合，使蒸发能耗显著降低，降低了腐殖酸钾的生产成本，提高了腐殖酸钾产品的竞争力。其 工艺过程可实现钾长石资源的高效利用，将为缓解我国水溶性钾盐资源严重短缺的问题提 供新的技术途径。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案。
[0010] 1、一种利用富钾岩石和褐煤生产腐殖酸钾的方法，它包括如下步骤：
[0011] ⑴富钾岩石经破碎、选矿除杂后，粉磨，制得粒度为-200目> 95%粒级的钾长石 粉体；
[0012] (2)按钾长石粉体：生石灰：水：KOH溶液，按质量比为1 : 0· 60?0· 85 : 0? 15 : 0?15的比例配料，并搅拌混合均匀得到反应物料；
[0013] (3)将反应物料加入到高压反应釜中，在200?320°C密闭、搅拌条件下进行水热 反应，恒温1?6小时；
[0014] (4)反应产物经过过滤分离，滤液为KOH溶液，固相为水合铝硅酸钙滤饼，滤饼经 洗涤后，洗涤液为KOH溶液，返回（2)用于配制反应物料；
[0015] (5)以褐煤、步骤（4)所得KOH滤液及腐殖酸钾溶液按质量比1 : 2?8 : 5?15 混合，置于不锈钢反应釜中搅拌混合，在60?95°C搅拌条件下进行水热反应，恒温0. 5? 2. 5小时；
[0016] (6)反应产物经沉降、过滤，液相为腐殖酸钾溶液，经蒸发、干燥制备得到腐殖酸钾 产品，固相经洗涤后，洗涤液为腐殖酸钾溶液，返回（5)进行配制反应物料。
[0017] 具体为：
[0018] -种利用富钾岩石和褐煤生产腐殖酸钾的方法，它包括如下步骤：
[0019] (1)富钾岩石经破碎、选矿除杂后粉磨，制得粒度为-200目> 95%粒级的钾长石 粉体；
[0020] (2)按钾长石粉体：生石灰：水：KOH溶液，按质量比为1 : 0· 60?0· 85 : 0? 15 : 0?15的比例配料，搅拌混合均匀得到反应物料；所述KOH溶液的质量体积浓度：3? l〇g/L ；
[0021] (3)将反应物料加入反应釜中，在200?320°C密闭、搅拌条件下进行水热反应，恒 温1?6小时；
[0022] (4)反应产物经过滤分离，滤液为KOH溶液，固相为水合铝硅酸钙滤饼；滤饼经多 次洗涤后，洗涤液为KOH溶液，其质量体积浓度：3?10g/L ;
[0023] (5)以褐煤、步骤（4)所得KOH滤液及腐殖酸钾溶液按质量比1 : 2?8 : 5?15 混合，置于不锈钢反应釜中搅拌混合，在60?95°C，搅拌条件下进行水热反应，恒温0. 5? 2. 5小时；所述腐殖酸钾溶液的质量体积浓度：2?5g/L ;
[0024] (6)反应产物经沉降、离心分离，液相为腐殖酸钾溶液，经蒸发、干燥制备得到腐殖 酸钾产品，固相经三次洗涤后，洗涤液为腐殖酸钾溶液，其质量体积浓度：2?5g/L。
[0025] 在所述的步骤（2)中，所述的KOH洗涤液在工艺的初始阶段是由外部引入，系统运 行后为步骤（4)中返回的KOH洗涤液。
[0026] 在所述的步骤（4)中，所述的腐殖酸钾洗涤液在工艺的初始阶段由外部引入，系 统运行后为步骤（6)中返回的腐殖酸钾洗涤液。
[0027] 所述的富钾岩石为富含钾长石的各类岩石，是富钾正长岩、霞石正长岩、伟晶岩、 富钾火山岩、富钾页岩和富钾板岩中的一种或几种，且经选矿制得的钾长石粉体中，K 2O质 量含量大于10%，κ20与Na2O的质量比大于8 ;所述的