CN103172410A - 从含钾页岩中提取钾的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从含钾页岩中提取钾的方法，取含钾页岩，粉碎后与无水氯化钙混匀，在600-1000℃下焙烧，冷却至室温，用浸取剂浸提，过滤，滤液即为钾浸出液，以无水氯化钙为助熔剂，加快了熔融阳离子之间的反应，整个提取方法简单，反应周期短，可有效的从含钾页岩中提取非溶性钾，钾的提取率可达90%，所得钾浸提液可直接用来制备氮磷钾复混肥并达到复混肥料（GB15063-2009）低浓度指标，且其中钾的含量均在4%以上，解决我国钾肥短缺的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钾的提取技术领域，特别是涉及一种从含钾页岩中提取钾的方法。
背景技术
钾肥是一种非常重要的农用物资，生产钾肥的传统方法是利用可溶性钾盐矿物提取钾来制备钾肥，或直接利用钾盐矿物为原料制备钾肥，我国是一个农业大国，钾肥供应紧缺。
目前我国钾矿资源的现状是：可溶性的极缺，但难溶性的储量十分丰富。难溶性钾矿资源主要是含钾页岩，目前从含钾页岩中提取钾主要是经过物理和化学处理，将含钾页岩中的非溶性钾转化为可溶性钾，然后采用浸取剂提取。目前的提取方法大多只适用于钾长石，提取成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服从含钾页岩中的钾较难提取的缺陷，提供一种从含钾页岩中提取钾的方法，工艺简单，所得钾浸出液可直接用来制备氮磷钾复混肥，解决我国钾肥短缺的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
本发明从含钾页岩中提取钾的方法：取含钾页岩，粉碎后与无水氯化钙混匀，在600-1000℃下焙烧，冷却至室温，用浸取剂H0浸出，过滤后滤液即为钾浸出液，其中浸取剂H0是质量百分浓度为1-10%的H2O2水溶液。配制H2O2水溶液可选用纯度小于30%的H2O2。
进一步的，上述从含钾页岩中提取钾的方法为：取含钾页岩，粉碎后与无水氯化钙混匀，在700-900℃下焙烧50-70min，冷却至室温，用浸取剂H0浸提50-70min，过滤，滤液即为钾浸出液，其中浸取剂H0是质量百分浓度为4-8%的H2O2水溶液。
更进一步的，前述从含钾页岩中提取钾的方法中，将含钾页岩粉碎至粒度为-0.07～-0.08mm，优选将含钾页岩分粉碎至粒度为-0.074mm。含钾页岩和无水氯化钙的重量份比例为1:1-2，优选重量份比例为1:1.5。
在前述方法中，在钾浸出液中加入磷酸和氨水，溶液结晶完全后过滤烘干，既得氮磷钾复混肥。钾离子、磷酸、氨水的使用比例采用本领域常规的比例，磷酸和氨水的浓度和用量由钾浸出液的体积和钾的含量来决定。随着含钾页岩矿样用量的增大，所得钾浸出液中钾的含量也随之增大，加入适量的一定浓度的磷酸和氨水后，所得产品中钾的含量也是增大的。
在上述技术方案中，高温焙烧可破坏含钾页岩的晶体结构，而无水氯化钙作为助熔剂可加快熔融阳离子之间的反应速度，从而使得难溶性钾被活化而转变为可溶性钾，再用浸取剂浸提便可浸出钾离子。所得钾浸出液在制备氮磷钾复混肥时，磷酸和氨水与浸出液中游离态的钾离子发生反应，结果钾离子以结晶态的方式被分离析出。
与现有技术相比，本发明以无水氯化钙为助熔剂，加快了熔融阳离子之间的反应，整个提取方法简单，反应周期短，可有效的从含钾页岩中提取非溶性钾，钾的提取率可达90%，并且本发明方法所用的原料资源储量巨大，所得钾浸提液可直接用来制备氮磷钾复混肥并达到复混肥料（GB 15063-2009）低浓度指标，且其中钾的含量均在4%以上，解决我国钾肥短缺的问题。
具体实施方式
实施例1：取钾含量以氧化钾计算为4-6%的含钾页岩，粉碎至粒度-0.074mm，取粉碎后的含钾页岩400g，与600g无水氯化钙混匀，放入马弗炉中，在800℃下焙烧60min，冷却至室温，用1000ml HO浸取剂浸提60min，过滤后得钾浸出液，浸出液中钾以氧化钾计算的浓度为15 g/L～20 g/L，钾的提取率可达90%，浸取剂H0是质量百分浓度为10%的H2O2水溶液。
再在浸出液中加入浓度为20%的磷酸和浓度为25%的氨水各50ml，待溶液结晶完全后，过滤烘干，得到含钾量为3.76%的氮磷钾复混肥。
实施例2：取钾含量以氧化钾计算为4-6%的含钾页岩，粉碎至粒度-0.074mm，取粉碎后的含钾页岩600g，与900g无水氯化钙混匀，放入马弗炉中，在800℃下焙烧60min，冷却至室温，用1500mlHO浸取剂浸提60min，过滤，得钾浸出液，浸出液中钾以氧化钾计算的浓度为15 g/L～20 g/L，钾的提取率可达80%～90%，浸取剂H0是质量百分浓度为5%的H2O2水溶液。
再在浸出液中加入浓度为25%的磷酸和浓度为30%的氨水各50ml，待溶液结晶完全后，过滤烘干，得到含钾量为3.76%的氮磷钾复混肥。
实施例3：取钾含量以氧化钾计算为4-6%的含钾页岩，粉碎至粒度-0.07mm，取粉碎后的含钾页岩600g，与600g无水氯化钙混匀，放入马弗炉中，在1000℃下焙烧70min，冷却至室温，用1500mlHO浸取剂浸提50min，过滤，得钾浸出液。浸出液中钾以氧化钾计算的浓度为15 g/L～20 g/L，钾的提取率80%～90%，浸取剂H0是质量百分浓度为1%的H2O2水溶液。
实施例4：取钾含量以氧化钾计算为4-6%的含钾页岩，粉碎至粒度-0.08mm，取粉碎后的含钾页岩400g，与800g无水氯化钙混匀，放入马弗炉中，在600℃下焙烧50min，冷却至室温，用1000mlHO浸取剂浸提70min，过滤，得钾浸出液。浸出液中钾以氧化钾计算的浓度为15 g/L～20 g/L，钾的提取率可达80%～90%，浸取剂H0是质量百分浓度为8%的H2O2水溶液。
Claims (7)
1.一种从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：取含钾页岩，粉碎后与无水氯化钙混匀，在600-1000℃下焙烧，冷却至室温，用浸取剂H0浸出，过滤后滤液即为钾浸出液，其中浸取剂H0是质量百分浓度为1-10%的H2O2水溶液。
2.按照权利要求1所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：取含钾页岩，粉碎后与无水氯化钙混匀，在700-900℃下焙烧50-70min，冷却至室温，用浸取剂H0浸提50-70min，过滤，滤液即为钾浸出液，其中浸取剂H0是质量百分浓度为4-8%的H2O2水溶液。
3.按照权利要求1或2所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：将含钾页岩粉碎至粒度为-0.07～-0.08mm。
4.按照权利要求3所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：将含钾页岩分粉碎至粒度为-0.074mm。
5.按照权利要求1或2所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：含钾页岩和无水氯化钙的重量份比例为1:1-2。
6.按照权利要求5所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：含钾页岩和无水氯化钙的重量份比例为1:1.5。
7.按照权利要求1或2所述从含钾页岩中提取钾的方法，其特征在于：在钾浸出液中加入磷酸和氨水，溶液结晶完全后过滤烘干，既得氮磷钾复混肥。
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