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利用钾长石生产钾钙硅肥工艺和肥效对比 1

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利用钾长石生产钾钙硅肥工艺和肥效对比
华南理工大学
2012-7-1
一、研发背景
钾是作物不可或缺的三大元素之一。

我国拥有占世界20%的人口，却只有世界1.6%的可溶钾资源。

加拿大、俄罗斯、白俄罗斯和德国等少数几个国家占据了全球90%的可溶钾资源，形成高度垄断之势！中国钾肥能否可持续性地、有话语权地供给是摆在每一位中国人面前的重要议题……因为了解，所以担忧！在经济可持续发展越来越依赖资源和技术的今天，像我国这样一个农业大国，应从资源的稀缺性和垄断性的战略高度正视中国钾肥发展面临的瓶颈问题。

一旦在资源获取方面遇到难以克服的国际阻力，中国钾肥供应的保障体系将会崩溃。

上帝是公平的，他在给我们关上一扇大门的同时，也给我们开启了一扇窗。

这扇窗就是我们拥有分布广泛、资源丰富的难溶钾资源，其中以钾长石为主。

据不完全统计：我国的钾长石矿产总储量高达100亿吨。

但如何将钾长石转化成农作物可吸收的钾肥一直是一项世界性难题。

可喜的是：经过40多年的努力，特别是近10年来的开发研究，我国在钾长石制肥方面取得了长足的进步。

国内已形成了以焙烧法、水热法为代表的几种技术，而华南理工大学的石林教授，他们在钾长石制肥方面取得了突破性的进展，解决了长期以来困扰制肥行业的二高一低问题（能耗高、成本高、资源化利用率低）。

2011年9月完成的中试成果省部级鉴定结论表明：该技术是“目前国内钾长石制取钾肥领域内的重大突破，技术达到国际先进水平。

可大幅度的实现了生产过程的节能降耗和减污增效”。

本文就是对其技术的介绍以及与国内现有方法的对比分析。

二、技术路线
以天然钾长石矿物与钙基化合物为原料，使用自制的低温活化剂，定量摩尔配比和微机智能控制系统（PID），在800-950度之间，反应约30分钟，可一次性制成含有多种微量元素的钾钙硅肥。

图1 钙基化合物与钾长石掺合低温活化的技术线路
三、产品钾钙硅肥的有效成分
肥料产品经过权威部门检测表明：蒸馏水溶解度21.76%；2%的柠檬酸溶解度76.97%；2%盐酸溶解度87.90%。

产品中硫酸钾的含量10%，枸溶性二氧化硅22.71%，枸溶性氧化钙大于35.74%，枸溶性氧化镁7.46%，pH=9.8，重金属含量低于农用粉煤灰国家标准（GB8173-87）。

厂家
水溶解率% 2%柠檬酸溶解率%
2% HCl 溶解率% 北京 4.50 75.09 —
山西 1.93 71.75 89.60 陕西华县 12.13 69.55 61.23 我们的钾钙硅肥
21.83
76.97
87.90
图2产品钾钙硅肥的溶解度与其它类似产品对比
表1 产品钾钙硅肥中有效组分含量及成分对比（wt.%）
蒸馏水溶解
K 2O CaO SiO 2 MgO 北京
1.98
0.01
0.14
0.06
钾钙硅肥
施用土壤
石材厂/电厂
钙基化合物
钾长石
增产增质
溶解率13.49%
溶解率61.23%
溶解率1.54% 溶解率89.60%
溶解率21.76%
溶解率87.90%
山西样品 5克 钾钙硅肥样品5克
陕西样品 5克
山西0.40 0.64 0.54 0.05
钾钙硅肥 3.57 2.83 0.23 0.12
2% 柠檬酸溶解
K2O CaO SiO2MgO 北京 4.53 36.52 25.86 1.45
山西 4.80 24 .37 36.80 4.81
钾钙硅肥 4.63 35.74 22.71 7.46
表2 国家标准（GB8173-87）最高允许含量与产品中重金属的测量值对比(mg/kg)
项目
在酸性土壤上
(pH<6.5) 在中性和碱性土
壤上（pH>6.5）
目标产测量值
总镉（以Cd计） 5 10 0.6
总砷（以As计）75 75 <5
总钼（以Mo计）10 10 <1
总硒（以Se计）15 15 -
总镍（以Ni计）200 300 -
总铬（以Cr计）250 500 9
总铜（以Cu计）250 500 3
总铅（以Pb计）250 500 25
pH值10.0 8.7 9.8
四、生产成本
从2011年4月---2011年7月完成的中试实验表明：若按燃煤进行计算，每吨的生产能耗可控制在200元以下，每吨生产成本低于600元。

表3 每吨产品的成本（按年产3万吨计）
物料名称物料消耗（t）单位价格（元）每吨费用（元）
钾长石（t）0.40 600 240
两种添加剂（t）0.03 800 24 电费（度）50 0.65 32
原煤0.1 1000 100 人工费（人）50 3000元/月 5 设备耗损20
运输费80
每吨肥料的成本（元）501
预计销售价格（元）1000（最低）*
中国无机盐工业协会钾盐行业分会针对此类肥料的市场指导价为1350元。

本产品的生产成本只有市场价格的37%。

本研究先后得到国家星火科技计划、国家自然科学基金和广东省2009年重大节能减排项目的支持。

已申请国家专利8项，获得4项，是自主研发的具有自主知识产权的开创性研究成果。

2011年，项目已完成了中试规模（生产产品109吨）的省部级成果鉴定，结论为国内首创，达到国际先进水平。

2012年，以此项目包装参加的第八届“挑战杯”广东省大学生创业计划竞赛在700多个项目中勇夺金奖；此后还获得第六届“南网杯”广东省大学节能减排工业设计一等奖。

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一种钾长石分解脱硅制取可溶钾的工艺[发明专利]

一种钾长石分解脱硅制取可溶钾的工艺[发明专利]

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.07.23C N 103937976A (21)申请号 201410065930.5(22)申请日 2014.02.26C22B 3/12(2006.01)C22B 26/10(2006.01)(71)申请人化工部长沙设计研究院地址410116 湖南省长沙市雨花区洞井铺洞株路6号(72)发明人谢超 曾召刚 高文远 汤建良郑贤福 刘雨星(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所 43205代理人宁星耀 许伯严(54)发明名称一种钾长石分解脱硅制取可溶钾的工艺(57)摘要一种钾长石分解脱硅制取可溶钾的工艺，包括以下步骤：（1）将钾长石通过磨矿使其细度降至-50~-400目；（2）将步骤（1）所得钾长石粉与沉硅试剂、强碱溶液按质量比钾长石粉︰沉硅试剂︰强碱溶液=1︰0.1~3︰0.2~4混合均匀；（3）将步骤（2）所得混合物在反应罐中进行水热反应，所述水热反应条件为：反应温度为100℃~300℃，压力为0.1MPa~6MPa ，反应时间为1h~24h ；（4）将经步骤（3）反应后的物料固液分离，得到可溶性钾溶液。

本发明工艺流程简单，分解温度较低，焙烧时间短，能耗低，生产成本低，经济效益好；分解母液可做为后续提钾原料；所选用试剂来源广泛，价格低廉，对环境污染小。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页(10)申请公布号CN 103937976 A1/1页1.一种钾长石分解脱硅制取可溶钾的工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将钾长石通过磨矿使其细度降至-50~-400目；（2）将步骤（1）所得钾长石粉与沉硅试剂、强碱溶液按质量比钾长石粉︰沉硅试剂︰强碱溶液=1︰0.1~3︰0.2~4混合均匀；所述沉硅试剂为CaCl 2、Ca(NO 3)2、CaO 或这些盐的5%~60%的溶液；（3）将步骤（2）所得混合物在反应罐中进行水热反应，所述水热反应条件为：反应温度为100℃~300℃，压力为0.1MPa~6MPa ，反应时间为1h~24h ；（4）将经步骤（3）反应后的物料固液分离，得到可溶性钾溶液。

利用钾长石热分解制钾硅复合肥研究

利用钾长石热分解制钾硅复合肥研究

利用钾长石热分解制钾硅复合肥研究汪碧容;石林【摘要】[Objective] The aim was to study the preparation of Silicon-K fertilizer by using Silicon-K fertilizer. [ Method ] With calcinationmethods, the effects of material ratio,calcination temperature, reaction time and addition level of Na2SO4 on the potassium recovery of K-feld-spar were systemieally studied. [ Result ] The results show that the optimum reaction conditions were determined as follows K-feldspar: CaS04:CaCO3= 1:1:14,3% NaSO4,l 050 ℃ , 2.0 h. [Conclusion] This slud y showed ihe feasible to manufacture Silicon-K fertilizer by calciningk-felrlspar.%[目的]研究热分解钾长石制取钾硅复合肥[方法]采用焙烧试验,研究物料配比、焙烧温度、焙烧时间和添加剂硫酸钠对钾长石分解率的影响.[ 结果]钾长石-硫酸钙-碳酸钙体系最易发生的反应配比为钾长石∶硫酸钙∶碳酸钙=1∶1∶14,添加剂硫酸钠3％,温度1 050℃,焙烧2h.[结论]利用钾长石生产含钾硅复合肥在技术上是可行的.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)021【总页数】3页(P12744-12746)【关键词】钾长石;硅钾肥;热分解【作者】汪碧容;石林【作者单位】四川理工学院材料与化学工程学院,四川自贡643000;华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TQ443.5钾肥是农业中不可或缺的三大肥料之一，但由于我国是钾盐资源极为缺乏的国家，钾肥产量不足，造成土壤普遍缺钾的或钾肥供应不足，严重制约了我国农业生产的发展［1-2］。

钾矿与不同钙质原料制备的硅钙钾肥中有效硅的性质对比研究

钾矿与不同钙质原料制备的硅钙钾肥中有效硅的性质对比研究


Ｃｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ｂａ ｓ ｉ ｃ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ａｖ ａ ｉ ｌ ａ ｂ ｌ ｅ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ・ － Ｃａ ｌ ｃ ｉ ｕ ｍ－ Ｐｏ ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｕ ｍ Ｆ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｐｏ ｔ ａ ｓ ｈ Ｏｒ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ・ － ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｕ ｍ・ － ｐｏ ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｕ ｍ ｆ ｅ ｒ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｒ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｕ ｂ ｌ ｅ ｐ ｏ ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｒ ｏ ｃ ｋ
２ ０ １ ４年 ２月
化
肥
工
业
５ ７
钾 矿 与不 同钙 质 原 料 制 备 的硅 钙钾 肥 中 有 效 硅 的性 质 对 比研 究
王朝 军 ， 一 ， 胡 宗超 ， 朱 云勤 ， 胡德 庚 ，
（ １ ． 贵 州 大学 资源化 工研 究所
贵 州贵 阳 ５ ５ ０ ０ ２ ５ ； ２ ． 贵 州 大学化 学 与Ｘ ＿ ｚ － － 学院
贵 州贵 阳 ５ ５ ０ ０ ２ 与不同钙质原料（ 石灰石 、 磷石 膏和磷石 膏钙渣 ） 制备硅钙 钾肥 ， 并 以水和
柠檬 酸溶液为浸取液 ， 采用硅 钼蓝分光光度 法于 ６ ８ ０ ｎ ｍ波 长处测定硅钙 钾肥 中有效硅 的溶 出率。采 用正 交试 验设 计法探 索了影响硅钙钾肥 中有效硅 溶 出的相关 因素 ， 对硅 钙钾 肥的使用和推广具有一 定的指导 意义。 关键 词 硅钙钾肥 有效硅 溶 出率 性 质对比
钾长石低温烧结法制钾肥

钾长石低温烧结法制钾肥

第23卷第1期非金属矿V o l.23N o.1 2000年1月N on-m erallic m i nes Jan，! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2000钾长石低温烧结法制钾肥薛彦辉杨静（山东科技大学地球科学系，泰安271000）摘要总结了各种分解钾长石的方法，并对机理进行了探讨。

通过实验，提出了一种低成本以钾长石为原料加助溶剂共热制取钾肥的方法，钾的溶出率可达90%以上。

关键词钾长石低温分解制钾肥钾元素是农作物生长的必要元素之一。

我国是含钾资源丰富的国家，但绝大部分是水不溶性的钾长石，水溶性钾矿床的分布很不均匀，且严重匮乏。

钾长石含有s i-A l-O架状结构，其结构式为K［A l s i3O8］，组成的网状结构极稳定，所含钾不能直接被作物吸收。

如何经济合理地综合利用我国丰富的水不溶性钾资源，以弥补我国农业发展钾肥短缺的局面，有着重要的意义。

1钾长石制取钾肥研究的进展由于国外可溶性钾资源较丰富，因此利用水不溶性钾矿制取钾肥的研究，国外进行的较少，我国从六十年代初起就有了利用钾长石制钾肥的研究。

到七十年代，在钾长石中加入助溶剂烧结的方法已经成型，利用钾长石、石灰石和煤或焦炭，按11110.2比例混合，经粉碎加工成球煤，在立窑煅烧（1200! 1250C），直接破坏钾长石的结构，使钾生成水溶性的铝酸钾，成品含钾3.8%!5.4%，钾的溶出率在3%左右。

燃烧法可以利用当地的石灰石和煤作原料，原料成本低，成为利用钾长石制取钾肥的一个途径。

但生产过程中能耗大，且钾长石中钾的转化率较低（60%!90%），成为推广发展的主要障碍。

七十年代末，高温熔融法制取复合肥取得一定的成果。

该法在生产钙镁磷肥的基础上，配以25%!30%的钾长石作原料，高温熔融（1200!1300C）制得成品钙镁磷钾肥，其成品含有效磷（P2O5）10%!14%、可溶钾（K2O）4%!5%，钾长石中钾的转化率大于95%。