[发明专利]钾长石综合利用新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钾长石综合利用新工艺。

背景技术

我国钾长石资源储量极其丰富，主要分布在安徽、内蒙古、黑龙江、新疆、四川、山西等23个省区，分布十分广泛。钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾资源。

我国在综合利用钾长石方面，做了许多研究工作，在化肥、陶瓷、白碳黑、分子筛等方面取得了不少成果。国内外从20世纪初就开始利用钾长石制钾肥的研究，先后进行了数十种工艺研究，综合起来可分为：高炉冶炼法、压热法、敞开浸取和封闭恒温法、热分解水浸法、热法制枸溶性钾、酸分解法、烧结法、低温分解法、微生物法等。上述方法各有其缺点，如产品碳酸钾质量不高、钾长石铝和硅资源利用率低、容易造成一定的环境污染等。因此有必要开发一种能更有效利用钾长石中有用资源的新工艺。

发明内容

本发明提供一种钾长石综合利用新工艺，该工艺主要回收钾长石中的钾、铝、硅，生产碳酸钾、氧化铝、白碳黑、水泥原料等产品，实现钾长石处理的价值最大化，产品市场最大化，能耗最小化。

本发明所采用的技术方案为：

一种钾长石综合利用新工艺，其特征在于步骤如下：

(1)在钾长石中配入碳酸钾或碳酸钠进行一段烧结，烧结熟料磨细至一定粒度，用氢氧化钾和碳酸钾混合液进行浸出后过滤，所得滤液经碳分工艺回收氧化硅，滤渣作为二段烧结的原料；

(2)上一步骤所得滤渣配入一定粒度的石灰石及碳酸钾进行二段烧结，烧结熟料磨细至一定粒度，用氢氧化钾和碳酸钾混合液进行浸出后过滤，所得滤液加入一定量氧化钙进行加压脱硅处理，加压脱硅后溶液经碳分和过滤回收氢氧化铝，滤渣用于生产水泥；

一段烧结和二段烧结后，碳分、过滤后所得滤液经常规浓缩工艺回收碳酸钾。

所述步骤1)中的钾长石粒度为-160～-320目，碳酸钾的配入量按配好的混合料中碱比(K₂O_总+Na₂O_总)/(Al₂O_3总+Fe₂O_3总)为0.4～1.5进行计算，碳酸钠的配入量按摩尔比碳酸钠与碳酸钾的比例为0～4∶6计算，一段烧结温度为600～1000℃，烧结时间为20～60min。

所述步骤1)中，一段烧结熟料磨细至粒度为-80～-260目，用20～150g/L氢氧化钾和20～150g/L碳酸钾混合液进行浸出，浸出温度40～90℃，浸出时间20～60min，混合液与烧结熟料的液固比按液体体积(mL)与固体质量(g)之为2～5∶1。

所述步骤1)中，对滤液进行碳分的条件为40～90℃，终点pH值8～10；碳分时气体CO₂浓度为20～50％(V/V)。

所述步骤2)中，一段烧结浸出滤渣磨细至-120～-320目作为二段烧结的原料，配入的石灰石粒度为-160～-320目，配入量按配好后的混合料中钙比(CaO_{(长石+石灰石)}/SiO_{2(长石+石灰石)})为1.9～2.1进行计算，碳酸钾的配入量按配好的混合料中碱比(K₂O_总+Na₂O_总)/(Al₂O_3总+Fe₂O_3总)为0.4～1.5计算，烧结温度为1200～1450℃，烧结时间为20～60min。

所述步骤2)中，二段烧结熟料磨细至-80～-260目，用20～150g/L氢氧化钾和20～150g/L碳酸钾混合液进行浸出，浸出温度40～90℃，浸出时间20～60min，混合液与烧结熟料的液固比按液体体积(mL)与固体质量(g)之为2～5∶1。

所述步骤2)中，熟料浸出后过滤所得滤液进行加压脱硅，加压脱硅条件为：脱硅温度140～200℃，脱硅时间20～60min，氧化钙添加量2～10g/L。

所述步骤2)中，加压脱硅后的溶液进行碳分提取氢氧化铝，碳分条件为：温度40～90℃，终点pH值8～10。碳分时气体CO₂浓度为20～50％(V/V)。