專利名稱：利用含鉀固礦分離提取硫酸鉀鎂肥的方法
技術領域：
本發明屬于鹽化工技術領域，涉及一種無機鹽相化學分離技術，具體涉及 一種以硫酸鎂亞型鹽湖含鉀鹵水日曬蒸發所得含鉀硫酸鹽礦混礦、剛飽和或低 濃度氯化鎂鹵水為原料，通過鹽析浸取，過濾分離、分解轉化制取硫酸鉀鎂肥 的方法。
背景技術：
硫酸鉀鎂肥的化學分子式K2S04*MgS(V6H20，是一種富含K、 Mg、 S 三種養分的無機綠色肥料，三者之間的比例很穩定，其重要性狀是可溶性好 (100%水溶)，當土壤養分缺乏時，可提供部分鉀及全部硫、鎂養分；硫酸鉀 鎂肥的另一重要性狀是為化學中性鹽，施用不會影響土壤pH值。由于組成為 硫酸根，氯根含量低，因而其鹽指數相對較低，長期使用對土壤鹽度的影響較 小。硫酸鉀鎂肥特別適用于忌氯作物的施肥，能增加經濟農作物的產量和品質。
我國硫酸鹽型鹽湖鉀資源總儲量約占全國鹽湖鉀資源總儲量的40~60%， 硫酸鹽型鹽湖含鉀鹵水在鹽田日曬蒸發過程中所得到的混合鹽類礦物成分復 雜。截止到二十世紀末期，從鹽田蒸發所得含鉀硫酸鹽混合鹽類礦物中分離提 取硫酸鉀鎂肥的技術一直未有重大突破。二十世紀末期、二十一世紀初期，由 于農業生產對鉀肥的迫切需求，國內相關科研部門在含鉀硫酸鹽混合鹽類礦物 中分離提取硫酸鉀鎂肥的技術領域有了重大突破，涌現出了很多方法， 一些方 法已用于規模化生產。
我國鹽湖眾多，鹽湖所處的氣候環境復雜多變。鹽湖地區的蒸發量和降雨 量極大地影響著鹽湖鹵水資源分離提取和加工技術的選擇應用。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種利用含鉀硫酸鹽礦(或可溶性含鉀鹽礦)氯 化鎂鹵水攪拌浸取鉀，鉀浸取液兌鹵鹽田蒸發得到低鈉硫酸鎂、光卣石混礦， 低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦分解轉化制取硫酸鉀鎂肥的方法。
本發明通過氯化鎂鹵水鹽析浸取含鉀硫酸鹽礦中的鉀得到鉀飽和液；鉀飽和液兌鹵鹽田蒸發制得低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦分 解轉化得到硫酸鉀鎂肥，其具體制備工藝如下
① 原料制備將含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水鹽田日曬蒸發直到鹵水對鉀飽和， 固液分離；分離后鉀飽和鹵水再蒸發到對氯化鎂飽和，固液分離，分別得到原 料固礦(含鉀硫混鹽礦)和氯化鎂剛飽和鹵水。所得含鉀硫混鹽礦的主要礦物 構成為氯化鈉、硫酸鎂、軟鉀鎂釩、鉀鹽鎂釩、鉀石鹽等，或為沒有鉀石鹽 礦或鉀鹽鎂釩的其它含鉀礦物混合體；或為是其它類型可溶性鉀含鉀礦物。氯 化鎂鹵水的濃度在7.5 8.5%。
② 鉀飽和液的浸取用氯化鎂剛飽和卣水或經過雨水稀釋過的不飽和氯 化鎂鹵水、水、含鉀硫混鹽礦以(1~5): (0.1-1): (1~5)的重量比例混合， 在10 5(TC攪拌20 90分鐘，浸取含鉀硫混鹽礦中的鉀，浸取完成礦漿固液分 離，固相為氯化鈉和硫酸鎂的混合物；液相為鉀的飽和浸取液。
③ 低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦的制取鉀的飽和浸取液送入鹽田蒸發，蒸發 終點為氯化鎂飽和，液固分離，固相為低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；液相氯化鎂 飽和液返回到步驟②循環利用。
④ 低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦的分解轉化低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦與水以 1:0.1 1:1的重量比例進行一段分解轉化，得到一段轉化固相； 一段轉化固相再 與水以1:0.1 1:2的重量比例進行二段分解轉化，二段轉化完成料漿固液分離 得到硫酸鉀鎂肥；其中一段、二段分解轉化溫度均為10 50'C，分解轉化時間 為10-90分鐘。
一段、二段轉化母液返回到步驟③與鉀飽和液的兌鹵，攙兌比例(重量比) 為 一段分解液二段分解液鉀飽和液- (1~5) : (1~5) : (5~1)。攙兌 完成液進行鹽田蒸發得低鈉硫酸鎂、光卣石混礦。
本發明制備的硫酸鉀鎂肥，產品質量符合國家GB/T20937-2002合格品標 準，鉀收率>60%。
本發明方法適于含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水鹽田蒸發所得含鉀飽和鹵水鉀濃 度因受降雨量影響得不到保證，所得氯化鎂飽和鹵水濃度因受降雨因素影響氯 化鎂處于不飽和或濃度不高，兌鹵制備光鹵石收率較低的含鉀硫酸鹽型鹽湖卣 水或氯化物型鹵水鹽田礦的加工。
本發明與現有技術相比具有以下優點
1、本發明工藝簡單，原料廉價易得，能耗較低，成本較低，分離提取硫 酸鉀鎂肥的收率高；2、 本發明兩段分解轉化母液循環利用，提高鉀收率，有效節約了鹽湖資
源；
3、 本發明在制取過程中不需任何浮選劑，綠色環保；
4、 本發明工藝適應性強，可處理各種低鉀高硫礦物，可實現全年性生產， 不受氣候、氣象條件限制。
圖1為本發明制取硫酸鉀鎂肥的工藝流程圖
具體實施例方式
下面以實施實例說明本發明的工藝過程 實施例1
① 將化學組成系統點為金作美Na，K,MgZ/Cl,S04-H2015'C或25"C介穩相 圖硫酸鎂相區的含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水日曬蒸發直到鹵水對鉀飽和，固液分 離；分離后鉀飽和鹵水再蒸發到對氯化鎂飽和，固液分離，分別得到原料固礦
(含鉀硫混鹽礦)和氯化鎂剛飽和鹵水。所得含鉀硫混鹽礦的K>5%;氯化 鎂鹵水的濃度在7.5 8.5%。
② 將含硫酸鹽光鹵石礦(K>5%)、氯化鎂剛飽和鹵水(經過雨水稀釋后 處于不飽和狀態得鹵水)、水按(1~5) : (5~1) : (0.1 2)的重量比例配成混 礦；將混礦在10 5(TC攪拌浸取20 90分鐘，固液分離，固相為氯化鈉和硫酸 鎂的混合物，液相即為鉀的飽和液。
③ 將鉀飽和液送入鹽田進行蒸發，蒸發到氯化鎂飽和，蒸發完成料漿固液 分離，得到低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；氯化鎂飽和鹵水返回步驟②循環。
④ 將低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦與水首先進行第一段分解轉化第一段分解 轉化的礦水比為1:0.1 1:1，分解轉化時間10~卯分鐘，分解轉化溫度10 50 °C;第一段轉化完成料漿固液分離，得到一段轉化固相， 一段轉化固相與水進 行第二段分解轉化第二段分解轉化的礦水比為1:0.1 1:2，分解轉化時間為 10 90分鐘，分解轉化溫度10 5(TC; 二段轉化完成料漿固液分離得到硫酸鉀 鎂肥；
一段、二段轉化母液返回到步驟④與鉀飽和液的兌鹵，攙兌比例(重量比) 為 一段分解液二段分解液鉀飽和液- (1~5) : (1~5) : (5~1)。攙兌 完成液進行鹽田蒸發得低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦。產品質量符合國家GB/T20937-2002合格品標準，鉀收率>60%。 實施例2
① 化學組成系統點為金作美Na,K，MgZ/Cl,S04-H2015'C或25'C介穩相圖 軟鉀鎂釩相區的含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水日曬蒸發直到鹵水對鉀飽和，固液分 離；分離后鉀飽和鹵水再蒸發到對氯化鎂飽和，固液分離，分別得到原料固礦
(含鉀硫混鹽礦)和氯化鎂剛飽和鹵水。所得含鉀硫混鹽礦的K》5%;氯化 鎂鹵水的濃度在7.5~8.5%。
② 將所得含鉀硫酸鹽礦物、氯化鎂飽和鹵水(或經過雨水稀釋后處于不飽 和狀態得鹵水)、水按(1~5) : (5 1) : (0.1~2)的重量比例配成混礦，再將 混礦在10 50'C范圍內攪拌20-120分鐘，固液分離，固相為氯化鈉和硫酸鎂 的混合物，液相即為鉀的飽和液。
③ 將鉀飽和液送入鹽田進行蒸發，蒸發到氯化鎂飽和，蒸發完成料漿固液 分離，得到低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；氯化鎂飽和鹵水返回步驟②循環。
④ 將低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦與水首先進行第一段分解轉化第一段分解 轉化的礦水比為1:0.1 1:1，分解轉化時間10~90分鐘，分解轉化溫度10 50 °C;第一段轉化完成料漿固液分離，得到一段轉化固相； 一段轉化固相與水進 行第二段分解轉化第二段分解轉化的礦水比為1:0.1 1:2，分解轉化時間 10~90分鐘，分解轉化溫度10 5(TC; 二段轉化完成料漿固液分離得到硫酸鉀 鎂肥。
一段、二段轉化母液返回到步驟④與鉀飽和液的兌鹵，攙兌比例(重量比) 為 一段分解液二段分解液鉀飽和液=(1~5) : (1~5) : (5~1)。攙兌 完成液進行鹽田蒸發得低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦。
產品質量符合國家GB/T20937-2002合格品標準，鉀收率>60%。
權利要求
1、一種利用含鉀固礦分離提取硫酸鉀鎂肥的方法，是由以下工藝步驟完成①將含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水鹽田日曬蒸發直到鹵水對鉀飽和，固液分離；分離后鉀飽和鹵水再蒸發到對氯化鎂飽和，固液分離，分別得到含鉀硫混鹽固礦和氯化鎂剛飽和鹵水；②將氯化鎂剛飽和鹵水或經過雨水稀釋過的不飽和氯化鎂鹵水、水、含鉀硫混鹽固礦以(1～5)∶(0.1～1)∶(1～5)的重量比例混合，在10～50℃攪拌20～90分鐘，浸取含鉀硫混鹽礦中的鉀，浸取完成礦漿固液分離，固相為氯化鈉和硫酸鎂的混合物；液相為鉀的飽和浸取液；③鉀的飽和浸取液送入鹽田蒸發，蒸發終點為氯化鎂飽和，液固分離，固相為低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；液相氯化鎂飽和液返回到步驟②循環利用；④低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦與水以1∶0.1～1∶1的重量比例進行一段分解轉化，得到一段轉化固相；一段轉化固相再與水以1∶0.1～1∶2的重量比例進行二段分解轉化，二段轉化完成料漿固液分離得到硫酸鉀鎂肥；一段、二段轉化母液返回到步驟③與鉀飽和液兌鹵。
2、 如權利要求1所述利用含鉀固礦分離提取硫酸鉀鎂肥的方法，其特征 在于步驟④所述一段、二段分解轉化溫度為10~50°C，分解轉化時間為10~90 分鐘。
3、 如權利要求1所述利用含鉀固礦分離提取硫酸鉀鎂肥的方法，其特征 在于步驟④所述一段、二段分解液與步驟③的鉀飽和液以(1~5) : (1 5):(5~1)的重量比例攙兌，攙兌完成液進行鹽田蒸發得低鈉硫酸鎂、光卣石混 礦。
全文摘要
本發明提供了一種利用含鉀固礦分離提取硫酸鉀鎂肥的方法，該方法以用含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水鹽田日曬蒸發所得含鉀硫酸鹽礦和氯化鎂剛飽和鹵水為原料，通過氯化鎂鹵水鹽析浸取含鉀硫酸鹽礦中的鉀得到鉀飽和液；鉀飽和液兌鹵鹽田蒸發制得低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦；低鈉硫酸鎂、光鹵石混礦分解轉化得到硫酸鉀鎂肥。本發明制取的硫酸鉀鎂肥，產品質量符合國家GB/T20937-2002合格品標準，鉀收率≥60％。適于含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水鹽田蒸發所得含鉀飽和鹵水鉀濃度因受降雨量影響得不到保證，所得氯化鎂飽和鹵水濃度因受降雨因素影響氯化鎂處于不飽和或濃度不高，兌鹵制備光鹵石收率較低的含鉀硫酸鹽型鹽湖鹵水或氯化物型鹵水鹽田礦的加工。
文檔編號C05D1/02GK101412639SQ20081023228
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者孟瑞英, 張全有, 李海民, 楊海云, 陳育剛 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所