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过程工程所利用钾长石提取钾肥研究获进展

过程工程所利用钾长石提取钾肥研究获进展

  近日,中国科学院过程工程研究所绿色化学工程研究部受《日本化学工程杂志》(Journal of Chemical Engineering of Japan)主编Takao Tsukada教授的邀请,发表了关于钾长石提取钾肥的论文(Yan Zhang(张妍), Edouard Asselin, Zhibao Li. Laboratory and Pilot Scale Studies of Potassium Extraction from K-feldspar Decomposition with CaCl2 and CaCO3. Journal of Chemical Engineering of 幸运28 Japan 2016, 49, 111–119)。

  从钾长石非可溶性钾资源中提取钾肥,对解决我国钾肥资源短缺,过度依赖进口具有重要意义。钾长石具有十分稳定的架状结构,熔点高达1200-1400℃,很难利用直接煅烧分解的方法生产钾肥,加入添加剂虽可以降低反应分解温度,然而会增加生产成本。碱渣是氨碱工艺制备纯碱产生的废弃物,其主要成分为碳酸钙和氯化钙,可以作为分解钾长石的添加剂。过程工程所绿色化学工程研究部与加拿大University of British Columbia材料系教授Asselin合作,在这方面进行了研究,提出了利用钾长石和碱渣制取氯化钾的新工艺,主要流程包括:(1)将钾长石和碱渣粉碎后与制碱废液混合,在700-900℃进行煅烧;(2)利用水对煅烧后产物浸取,其中的钾溶解到水中,而硅酸盐留在固相;(3)过滤得到的溶液蒸发结晶即可得到氯化钾产品,而硅酸盐可用作水泥原料。在实验室小试的基础上成功进行了中试试验,得到了合格产品,钾的回收率达到了82%。

  该技术路线不仅降低了从钾长石中提取钾的反应温度,而且实现了碱渣和制碱废液的综合利用,是利用非溶性固体钾资源提取钾肥的有益探索。该研究获得青海省科技计划、“973”计划和国家自然科学基金的支持。

 

利用钾长石和碱渣制备氯化钾工艺流程图

 

  SEM-EDS 图 (a)KCl产物; (b)钾长石:CaCl2:CaCO3=1:2:2煅烧产物; (c)钾长石:CaCl2:CaCO3=1:2:1煅烧产物; (d)钾长石:CaCl2:CaCO3=1:1:3煅烧产物

 

中试的幸运28煅烧设备和产物