一、导言
钾是植物成长发育的必需元素之一，它能够增强光合效果，对改进作物质量有重要效果。施磷能使植物成长发育杰出，并能进步抗旱性和抗寒性[1]。我国是一个相对缺钾的国家，钾肥自给率缺乏30%，需求经过进口来补偿国内的缺少[2]。钾矿档次低，共伴生组分多，且散布极不均衡。因而，开发运用我国现有中低档次磷钾矿是进步我国钾肥自给率的有效途径之一。
我国磷钾矿的首要成分是胶磷矿和钾长石[3]。钾长石性质安稳，其间的Si、Al、O呈安稳的四面体网状结构，除了外，常温常压下简直不被酸、碱分化[4]。国内外对运用钾长石制取钾肥进行了多种工艺研讨，归纳起来可分为：高炉冶炼法、压热法、打开浸取和关闭恒温法、热分化水浸法、热法制枸溶性钾、酸分化法、烧结法、低温分化法、微生物法等[引。将不溶性钾变成可溶性或枸溶性钾，现在研讨的出产办法存在污染严峻、能耗大、工艺杂乱、尾矿残渣多等缺陷。
磷钾矿中石英、钾长石在物理性质和化学组成以及结构结构等方面类似，磷钾矿矿藏品种繁复，粒度微细，彼此间镶嵌不规则，胶磷矿晶化程度低且含多种包裹体，这些要素决议了其归于难选矿[6]。浮选磷钾矿中的Si02的传统办法是法，由于毒性极大，因而探求一种无氟浮选法很有必要。
本研讨质料来自湖北宜昌夷陵区域，此矿为富磷矿伴生矿，磷、钾档次都比较低，独自作磷矿或钾矿运用均无经济价值。本试验先选用无氟无酸反浮选工艺对磷钾矿粉进行富集，然后依据离子交换反响机理，将矿粉与农用级磷酸混合，在低温下浸取，钾的溶出率可到达95%以上。选用磷酸酸解磷钾矿，大大下降了酸解温度，也便于后期制复合肥时N、P、K配比的调理。该办法与传统的磷钾矿提取磷和钾工艺比较下降了能耗，优化了反响条件。本试验还对各阶段的反响机理进行了研讨，对首要反响进行了热力学分析。
二、试验部分
（一）质料及仪器
磷钾矿矿样成分见表1
仪器：MBS3245棒磨机，XSHF2-3湿式分样机，XFD-63单槽浮选机，2XZ2真空过滤机，PL203电子天平，DZF-6050枯燥箱等。
（二）试验办法及测验办法
磷钾矿经破碎棒磨到必定粒度后，在无氟无酸条件下浮选除掉磷钾伴生矿中的部分石英。浮选后的磷钾精矿过0.074mm标准筛，再与磷酸按必定份额混合后，先在80℃恒温水浴中酸解一段时刻，然后置于马弗炉中在恰当的温度下反响一段时刻，堵截热源让其冷却至室温，并持续熟化1h。加水浸取、过滤、定容，用四钠容量法分析滤液中K20质量分数[7]。
（三）试验流程
试验流程见图1。
图1 磷钾矿与磷酸低温共浸制备复合肥流程
三、成果与评论
（一）磷钾矿中磷和钾的富集
依据开始预算，矿粉中有20%以上的游离的Si02，若能除掉部分石英，钾和磷的档次将有很大进步。本试验经过浮选方法富集磷和钾，以NaOH作活化剂，二胺为捕收剂，矿液pH调到8左右，浮选流程见图2。
浮选成果：用能谱仪别离丈量原矿、精矿、尾矿中的磷和钾的质量分数，成果见表2。
表2 浮选前后K2O和P2O5的质量分数 %
原矿
精矿
尾矿
K2O
8.52
10.86
4.43
P2O5
6.49
9.05
2.86
由表2看出，精矿中磷和钾的质量分数与原矿比略有进步；尾矿中磷和钾的档次与原矿比下降了许多。此成果标明浮选能够除掉磷钾矿中部分石英，对磷钾矿进行浮选预处理是可行的。
（二）磷钾矿酸解反响探求
试验开始探求成果显现，将磷钾矿与磷酸混合后直接放入马弗炉中反响时，跟着磷酸用量的增加，磷和钾溶出率也在增加。当磷酸用量到达必定值后，磷和钾溶出率增加缓慢，原因可能是较高温度条件下部分磷酸蒸腾。试验在敞口容器中进行，温度升高，水蒸气蒸腾会带走部分磷酸。
本试验分两步进行。第一步，胶磷矿酸解，此反响控制在100℃以下进行，H3P04根本不蒸腾。反响一段时刻后，磷酸转化成磷酸二氢钙。第二步，将酸解产品移入250℃马弗炉中，此刻Ca2＋与钾长石(KAlSi308)发作置换反响，不溶性的钾变成可溶性钾离子。
1、磷钾矿酸解进程对钾溶出率的影响
试验1：取3g矿粉与12mL24.56%磷酸均匀混合，先在80℃水浴内酸解反响5d，再放入马弗炉中250℃反响一段时刻后，产品用80℃水浴浸取。
试验2：取3g矿粉与12mL24.56%磷酸均匀混合，不经水浴酸解反响，直接放入马弗炉中250℃反响一段时刻后，产品用80℃水浴浸取。
试验成果见图3。图3标明，磷酸酸浸条件下钾的溶出率比不经酸浸的溶出率高许多，阐明磷酸酸浸有利于进步钾的溶出率。跟着反响时刻的延伸，钾的溶出率增加，当反响大于3h后，反响产品烧结成块，不利于浸取。因而挑选最佳离子交换反响时刻为3h。
2、磷钾矿酸解时刻探求
磷酸与胶磷矿的酸解反响温度开始定为80℃，要使两者能充沛反响，有必要延伸酸解反响时刻。取3g矿粉与10mL24.56%磷酸均匀混合，先在80℃水浴内酸解反响一段时刻，再放入马弗炉中在250℃下反响3h，产品用80℃水浴浸取。成果见图4。
由图4可知，跟着酸解时刻的延伸，钾溶出率呈增加趋势，阐明酸解时刻越长，溶液中参与置换反响的钙离子越多，钾溶出率就越高。当酸解时刻较短时钾溶出率相对较低，可能是酸解反响后磷酸过量，过量的磷酸在离子交换反响较高温度下很多蒸腾。当酸解时刻到达5d时，钾溶出率简直不再增加，阐明酸解进程中磷钾矿中的钙根本溶解出来，所以断定最佳酸解时刻为5d。
（三）磷酸用量对试验成果的影响
坚持酸解反响温度为80℃，时刻为5d；离子交换反响温度为250℃，时刻为3h。取3g矿粉，改动磷酸用量，成果见图5。由图5可知，跟着磷酸用量增加，钾的溶出率不断增加。当磷酸用量增加时，酸解出来的K＋增加，磷钾矿中的其他金属离子Na＋、Al3＋、Cu2＋、Fe3＋、Ca2＋、Mg2＋等也耗费磷酸，并以磷酸盐的方式存在于溶液中。一起磷酸用量的增加使酸反响活性增加，然后加快了离子分散速度和胶磷矿分化速度。当磷酸的量到达12mL时，磷的溶出率根本不变，钾的溶出率进步缓慢。考虑到下降能耗，挑选最佳磷酸用量为12mL。
（四）离子交换反响温度对试验成果的影响
坚持酸解反响温度为80℃，时刻为5d；取3g矿粉，磷酸用量为12mL；改动离子交换反响温度，反响时刻为3h，成果见图6。
从图6看出，跟着反响温度的升高，钾的溶出率不断增加。温度升高，磷酸粘度下降，钙离子在磷酸溶液中的分散速度加快，离子交换反响速度加快，有利于反响的进行。当温度到达250℃时，钾溶出率增加缓慢。温度越高，本钱也会越高，所以挑选最佳温度为250℃。
用能谱仪分析上述条件反响后的固体残渣，残渣中含有少数成分的磷和钾，阐明原矿中钾大部分现已溶出，开始预算磷的溶出率能够到达95%以上。残渣中钙和硅元素的量根本上与原矿持平，阐明胶磷矿被磷酸分化发作的钙离子与钾长石发作置换反响生成了钙长石。
磷钾矿与磷酸共浸反响产品首要成分为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、游离的磷酸和钙长石等，用水浸取别离其间的可溶性成分和不溶性残渣，能够用碱性氮化合物对浸取液进行中和或浸取液中增加必定量的含钾化合物(如K2S04)进行复配，滤液经蒸腾、浓缩、枯燥可制得氮磷钾复合肥。
四、反响进程的可行性分析
（一）反响进程分析
磷钾矿与磷酸低温共浸反响首要分两步进行，第一步是胶磷矿的酸解反响，第二步是酸浸发作的钙离子与钾长石的置换反响，首要原理如下：
第一步：Ca5(P04)3F＋7H3P04＋5H20＝5Ca(H2P04)2·2H20＋HF
第二步：Ca2＋＋2KAlSi308＝CaAl2Si208＋2K＋＋4Si02↓
24HF＋2KAlSi308＋8H＋＝2K＋＋2A13＋＋6SiF4↑＋16H20
第二步反响中Ca2＋与钾长石的离子交换反响起首要效果。
胶磷矿酸解反响初期，反响仅在颗粒表面进行，随后在磷酸效果下，反响活性点敏捷扩宽扩深，反响深化到颗粒内层。反响中期，内表面积对胶磷矿分化影响很大，溶液中磷酸在必定条件下存在解离平衡，解离出的氢离子、阴离子和磷酸分子都要向颗粒内分散。反响后期，磷矿颗粒中的可溶性部分被磷酸分化结束，并以磷酸盐的方式存在于溶液中[8]。
磷钾矿与磷酸低温共浸，能够促进磷钾矿中钾长石晶体结构发作改变，晶体结构的安稳性下降，活性进步，有利于钾的提取。当系统到达必定温度时，K＋违背本来方位的程度增加，K-O键开裂，构成游离的K＋，Ca2＋半径较小，有较强的极化才能，Ca2＋就会进入环所构成的孔穴中，占有钾长石晶体中晶格结点的一些方位，损坏钾长石原有质点摆放的有序性，构成中间固溶体。钾长石晶格畸变，晶体结构不完整，处于不安稳状况，反响才能大大增强。
钾长石晶体由单斜晶系变成三斜晶系，由于长石骨架没有习惯四面体滚动的柔性，Ca2＋仅使T-O-T角平均值有细小增大，一起骨架胀大也十分小，钾离子与晶体骨架的结合力与构成骨架的硅铝氧四面体比较较弱，具有必定流动性，所以Ca2＋置换出K＋，整个进程中长石的硅酸盐架状结构单元——硅铝氧四面体并未损坏，其整个骨架也并未损坏。
（二）反响热力学分析
经过核算或查表得到各反响物和生成物标准摩尔生成吉布斯函数，然后得到反响的吉布斯函数。吉布斯自由能△rGmθ是判别化学反响进行方向的判据。当△rGmθ<0时，反响能自发进行；当△rGmθ＝0时，反响到达平衡；当△rGmθ>0时，反响不能自发进行。
△rGmθ是反响物和产品都处于标准状况下的自由能的改变值。它只能断定特定条件下的改变方向，而在实践情况下，反响物和生成物都未必处于标准状况。可是依据等温式：
△rGm＝△rGmθ＋RTInQ经过试验求算△rGm值，能够断定反响进行的方向，成果见表3。
由表3可知，在298～523K范围内，首要反响的△rGTθ皆为负，标明反响能够自发进行。酸解反响随温度升高能自发发作的程度下降；离子交换反响则跟着温度的升高自发发作的程度增大，这与试验2.4定论共同。
五、定论
a．该工艺用反向浮选对磷钾矿进行预处理，克服了正浮选工艺设备腐蚀严峻问题，进步了设备工作率；碱性条件下浮选，克服了酸介质对环境的污染。浮选成果显现，钾和磷的档次都比浮选前进步了几个百分点。
b．该工艺最佳反响条件为：酸解反响温度80℃，反响时刻5d，磷酸用量12mL(／3g磷钾矿)；离子交换反响温度250℃，反响时刻3h。此条件下，磷和钾的溶出率均可到达95%以上。
c．试验成果标明，磷钾矿与磷酸低温共浸，能够促进磷钾矿中钾长石晶体结构发作改变，晶体结构的安稳性下降，活性进步，然后有利于钾的提取。系统中磷酸的存在加快了固相的溶解和分散效果，大大下降了反响温度。FTIR成果标明，反响后磷钾矿中的胶磷矿被磷酸分化生成钙离子，钙离子再与磷钾矿中的钾长石发作置换反响，生成钙长石，整个反响进程中长石的根本组成单元Si-Al-O四面体结构未被损坏。
d．钾矿与磷酸共浸反响产品首要成分为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、游离的磷酸和钙长石等，用水浸取别离其间的可溶性成分和不溶性残渣，过滤可得到含可溶性磷钾成分的浸取液。由此得到的浸取液中含有可溶性的磷和钾及反响中过量的游离磷酸，浸取液pH值较低，不能直接作为肥料施用于农田，能够用碱性氮化合物对浸取液进行中和。一起在浸取液中增加必定量的含钾化合物(如K2S04)进行复配，滤液经蒸腾、浓缩、枯燥可制得氮磷钾复合肥。
参考文献
[1]王雅琴．浅谈氮磷钾三元素对农作物成长的效果[J]．现代乡村科技，2009，(16)：38-38．
[2]庾莉萍．活跃处理我国钾资源缺少的问题[J]．磷肥与复肥，2007，22(6)：7-11．
[3]吕莉，张允湘．汉源磷钾矿石性质及工艺特性探求[J]．矿产归纳运用，2004，(2)：28-31．
[4]陈定胜，石林，雷强．钾长石-CaC03-CaS04系统的热分化反响与△GTθ核算[J]．化工矿藏与加工，2008，37(10)：4-7．
[5]胡波，韩效钊，肖正辉，等．我国钾长石矿产资源散布、开发运用、问题与对策[J]．化工矿产地质，2005，27(1)：25-32．
[6]刘汉钊，罗勤首，崔永刚，等．富泉磷钾矿归纳运用研讨[J]．化工矿藏与加工，1999，(3)：7-11．
[7]张小康，张正兢．工业分析[M]．北京：化学工业出版社，2004，18l-203．
[8]刘代俊，钟本和，张允湘．堆积型磷矿酸解进程的介微观反响机理[J]．硫磷规划与粉体工程，2000，(6)：1-6．
钾是植物成长发育的必需元素之一，它能够增强光合效果，对改进作物质量有重要效果。施磷能使植物成长发育杰出，并能进步抗旱性和抗寒性[1]。我国是一个相对缺钾的国家，钾肥自给率缺乏30%，需求经过进口来补偿国内的缺少[2]。钾矿档次低，共伴生组分多，且散布极不均衡。因而，开发运用我国现有中低档次磷钾矿是进步我国钾肥自给率的有效途径之一。
我国磷钾矿的首要成分是胶磷矿和钾长石[3]。钾长石性质安稳，其间的Si、Al、O呈安稳的四面体网状结构，除了外，常温常压下简直不被酸、碱分化[4]。国内外对运用钾长石制取钾肥进行了多种工艺研讨，归纳起来可分为：高炉冶炼法、压热法、打开浸取和关闭恒温法、热分化水浸法、热法制枸溶性钾、酸分化法、烧结法、低温分化法、微生物法等[引。将不溶性钾变成可溶性或枸溶性钾，现在研讨的出产办法存在污染严峻、能耗大、工艺杂乱、尾矿残渣多等缺陷。
磷钾矿中石英、钾长石在物理性质和化学组成以及结构结构等方面类似，磷钾矿矿藏品种繁复，粒度微细，彼此间镶嵌不规则，胶磷矿晶化程度低且含多种包裹体，这些要素决议了其归于难选矿[6]。浮选磷钾矿中的Si02的传统办法是法，由于毒性极大，因而探求一种无氟浮选法很有必要。
本研讨质料来自湖北宜昌夷陵区域，此矿为富磷矿伴生矿，磷、钾档次都比较低，独自作磷矿或钾矿运用均无经济价值。本试验先选用无氟无酸反浮选工艺对磷钾矿粉进行富集，然后依据离子交换反响机理，将矿粉与农用级磷酸混合，在低温下浸取，钾的溶出率可到达95%以上。选用磷酸酸解磷钾矿，大大下降了酸解温度，也便于后期制复合肥时N、P、K配比的调理。该办法与传统的磷钾矿提取磷和钾工艺比较下降了能耗，优化了反响条件。本试验还对各阶段的反响机理进行了研讨，对首要反响进行了热力学分析。
二、试验部分
（一）质料及仪器
磷钾矿矿样成分见表1
仪器：MBS3245棒磨机，XSHF2-3湿式分样机，XFD-63单槽浮选机，2XZ2真空过滤机，PL203电子天平，DZF-6050枯燥箱等。
（二）试验办法及测验办法
磷钾矿经破碎棒磨到必定粒度后，在无氟无酸条件下浮选除掉磷钾伴生矿中的部分石英。浮选后的磷钾精矿过0.074mm标准筛，再与磷酸按必定份额混合后，先在80℃恒温水浴中酸解一段时刻，然后置于马弗炉中在恰当的温度下反响一段时刻，堵截热源让其冷却至室温，并持续熟化1h。加水浸取、过滤、定容，用四钠容量法分析滤液中K20质量分数[7]。
（三）试验流程
试验流程见图1。
图1 磷钾矿与磷酸低温共浸制备复合肥流程
三、成果与评论
（一）磷钾矿中磷和钾的富集
依据开始预算，矿粉中有20%以上的游离的Si02，若能除掉部分石英，钾和磷的档次将有很大进步。本试验经过浮选方法富集磷和钾，以NaOH作活化剂，二胺为捕收剂，矿液pH调到8左右，浮选流程见图2。
浮选成果：用能谱仪别离丈量原矿、精矿、尾矿中的磷和钾的质量分数，成果见表2。
表2 浮选前后K2O和P2O5的质量分数 %
原矿
精矿
尾矿
K2O
8.52
10.86
4.43
P2O5
6.49
9.05
2.86
由表2看出，精矿中磷和钾的质量分数与原矿比略有进步；尾矿中磷和钾的档次与原矿比下降了许多。此成果标明浮选能够除掉磷钾矿中部分石英，对磷钾矿进行浮选预处理是可行的。
（二）磷钾矿酸解反响探求
试验开始探求成果显现，将磷钾矿与磷酸混合后直接放入马弗炉中反响时，跟着磷酸用量的增加，磷和钾溶出率也在增加。当磷酸用量到达必定值后，磷和钾溶出率增加缓慢，原因可能是较高温度条件下部分磷酸蒸腾。试验在敞口容器中进行，温度升高，水蒸气蒸腾会带走部分磷酸。
本试验分两步进行。第一步，胶磷矿酸解，此反响控制在100℃以下进行，H3P04根本不蒸腾。反响一段时刻后，磷酸转化成磷酸二氢钙。第二步，将酸解产品移入250℃马弗炉中，此刻Ca2＋与钾长石(KAlSi308)发作置换反响，不溶性的钾变成可溶性钾离子。
1、磷钾矿酸解进程对钾溶出率的影响
试验1：取3g矿粉与12mL24.56%磷酸均匀混合，先在80℃水浴内酸解反响5d，再放入马弗炉中250℃反响一段时刻后，产品用80℃水浴浸取。
试验2：取3g矿粉与12mL24.56%磷酸均匀混合，不经水浴酸解反响，直接放入马弗炉中250℃反响一段时刻后，产品用80℃水浴浸取。
试验成果见图3。图3标明，磷酸酸浸条件下钾的溶出率比不经酸浸的溶出率高许多，阐明磷酸酸浸有利于进步钾的溶出率。跟着反响时刻的延伸，钾的溶出率增加，当反响大于3h后，反响产品烧结成块，不利于浸取。因而挑选最佳离子交换反响时刻为3h。
2、磷钾矿酸解时刻探求
磷酸与胶磷矿的酸解反响温度开始定为80℃，要使两者能充沛反响，有必要延伸酸解反响时刻。取3g矿粉与10mL24.56%磷酸均匀混合，先在80℃水浴内酸解反响一段时刻，再放入马弗炉中在250℃下反响3h，产品用80℃水浴浸取。成果见图4。
由图4可知，跟着酸解时刻的延伸，钾溶出率呈增加趋势，阐明酸解时刻越长，溶液中参与置换反响的钙离子越多，钾溶出率就越高。当酸解时刻较短时钾溶出率相对较低，可能是酸解反响后磷酸过量，过量的磷酸在离子交换反响较高温度下很多蒸腾。当酸解时刻到达5d时，钾溶出率简直不再增加，阐明酸解进程中磷钾矿中的钙根本溶解出来，所以断定最佳酸解时刻为5d。
（三）磷酸用量对试验成果的影响
坚持酸解反响温度为80℃，时刻为5d；离子交换反响温度为250℃，时刻为3h。取3g矿粉，改动磷酸用量，成果见图5。由图5可知，跟着磷酸用量增加，钾的溶出率不断增加。当磷酸用量增加时，酸解出来的K＋增加，磷钾矿中的其他金属离子Na＋、Al3＋、Cu2＋、Fe3＋、Ca2＋、Mg2＋等也耗费磷酸，并以磷酸盐的方式存在于溶液中。一起磷酸用量的增加使酸反响活性增加，然后加快了离子分散速度和胶磷矿分化速度。当磷酸的量到达12mL时，磷的溶出率根本不变，钾的溶出率进步缓慢。考虑到下降能耗，挑选最佳磷酸用量为12mL。
（四）离子交换反响温度对试验成果的影响
坚持酸解反响温度为80℃，时刻为5d；取3g矿粉，磷酸用量为12mL；改动离子交换反响温度，反响时刻为3h，成果见图6。
从图6看出，跟着反响温度的升高，钾的溶出率不断增加。温度升高，磷酸粘度下降，钙离子在磷酸溶液中的分散速度加快，离子交换反响速度加快，有利于反响的进行。当温度到达250℃时，钾溶出率增加缓慢。温度越高，本钱也会越高，所以挑选最佳温度为250℃。
用能谱仪分析上述条件反响后的固体残渣，残渣中含有少数成分的磷和钾，阐明原矿中钾大部分现已溶出，开始预算磷的溶出率能够到达95%以上。残渣中钙和硅元素的量根本上与原矿持平，阐明胶磷矿被磷酸分化发作的钙离子与钾长石发作置换反响生成了钙长石。
磷钾矿与磷酸共浸反响产品首要成分为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、游离的磷酸和钙长石等，用水浸取别离其间的可溶性成分和不溶性残渣，能够用碱性氮化合物对浸取液进行中和或浸取液中增加必定量的含钾化合物(如K2S04)进行复配，滤液经蒸腾、浓缩、枯燥可制得氮磷钾复合肥。
四、反响进程的可行性分析
（一）反响进程分析
磷钾矿与磷酸低温共浸反响首要分两步进行，第一步是胶磷矿的酸解反响，第二步是酸浸发作的钙离子与钾长石的置换反响，首要原理如下：
第一步：Ca5(P04)3F＋7H3P04＋5H20＝5Ca(H2P04)2·2H20＋HF
第二步：Ca2＋＋2KAlSi308＝CaAl2Si208＋2K＋＋4Si02↓
24HF＋2KAlSi308＋8H＋＝2K＋＋2A13＋＋6SiF4↑＋16H20
第二步反响中Ca2＋与钾长石的离子交换反响起首要效果。
胶磷矿酸解反响初期，反响仅在颗粒表面进行，随后在磷酸效果下，反响活性点敏捷扩宽扩深，反响深化到颗粒内层。反响中期，内表面积对胶磷矿分化影响很大，溶液中磷酸在必定条件下存在解离平衡，解离出的氢离子、阴离子和磷酸分子都要向颗粒内分散。反响后期，磷矿颗粒中的可溶性部分被磷酸分化结束，并以磷酸盐的方式存在于溶液中[8]。
磷钾矿与磷酸低温共浸，能够促进磷钾矿中钾长石晶体结构发作改变，晶体结构的安稳性下降，活性进步，有利于钾的提取。当系统到达必定温度时，K＋违背本来方位的程度增加，K-O键开裂，构成游离的K＋，Ca2＋半径较小，有较强的极化才能，Ca2＋就会进入环所构成的孔穴中，占有钾长石晶体中晶格结点的一些方位，损坏钾长石原有质点摆放的有序性，构成中间固溶体。钾长石晶格畸变，晶体结构不完整，处于不安稳状况，反响才能大大增强。
钾长石晶体由单斜晶系变成三斜晶系，由于长石骨架没有习惯四面体滚动的柔性，Ca2＋仅使T-O-T角平均值有细小增大，一起骨架胀大也十分小，钾离子与晶体骨架的结合力与构成骨架的硅铝氧四面体比较较弱，具有必定流动性，所以Ca2＋置换出K＋，整个进程中长石的硅酸盐架状结构单元——硅铝氧四面体并未损坏，其整个骨架也并未损坏。
（二）反响热力学分析
经过核算或查表得到各反响物和生成物标准摩尔生成吉布斯函数，然后得到反响的吉布斯函数。吉布斯自由能△rGmθ是判别化学反响进行方向的判据。当△rGmθ<0时，反响能自发进行；当△rGmθ＝0时，反响到达平衡；当△rGmθ>0时，反响不能自发进行。
△rGmθ是反响物和产品都处于标准状况下的自由能的改变值。它只能断定特定条件下的改变方向，而在实践情况下，反响物和生成物都未必处于标准状况。可是依据等温式：
△rGm＝△rGmθ＋RTInQ经过试验求算△rGm值，能够断定反响进行的方向，成果见表3。
由表3可知，在298～523K范围内，首要反响的△rGTθ皆为负，标明反响能够自发进行。酸解反响随温度升高能自发发作的程度下降；离子交换反响则跟着温度的升高自发发作的程度增大，这与试验2.4定论共同。
五、定论
a．该工艺用反向浮选对磷钾矿进行预处理，克服了正浮选工艺设备腐蚀严峻问题，进步了设备工作率；碱性条件下浮选，克服了酸介质对环境的污染。浮选成果显现，钾和磷的档次都比浮选前进步了几个百分点。
b．该工艺最佳反响条件为：酸解反响温度80℃，反响时刻5d，磷酸用量12mL(／3g磷钾矿)；离子交换反响温度250℃，反响时刻3h。此条件下，磷和钾的溶出率均可到达95%以上。
c．试验成果标明，磷钾矿与磷酸低温共浸，能够促进磷钾矿中钾长石晶体结构发作改变，晶体结构的安稳性下降，活性进步，然后有利于钾的提取。系统中磷酸的存在加快了固相的溶解和分散效果，大大下降了反响温度。FTIR成果标明，反响后磷钾矿中的胶磷矿被磷酸分化生成钙离子，钙离子再与磷钾矿中的钾长石发作置换反响，生成钙长石，整个反响进程中长石的根本组成单元Si-Al-O四面体结构未被损坏。
d．钾矿与磷酸共浸反响产品首要成分为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、游离的磷酸和钙长石等，用水浸取别离其间的可溶性成分和不溶性残渣，过滤可得到含可溶性磷钾成分的浸取液。由此得到的浸取液中含有可溶性的磷和钾及反响中过量的游离磷酸，浸取液pH值较低，不能直接作为肥料施用于农田，能够用碱性氮化合物对浸取液进行中和。一起在浸取液中增加必定量的含钾化合物(如K2S04)进行复配，滤液经蒸腾、浓缩、枯燥可制得氮磷钾复合肥。
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