[发明专利]加工杂卤石矿的方法、制备硫酸钾的方法及相关系统

权利要求书

1.一种形成硫酸钾的方法，其包括：

煅烧杂卤石矿颗粒以将杂卤石矿颗粒转化为水溶性组合物；

将至少一部分水溶性组合物溶于水性介质中以形成包含K⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子的水溶液和含钙固体；

将含钙固体与水溶液分离以形成包含K⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子的滤液；

将含钾盐溶于滤液中来提高K⁺和SO₄^2-离子的浓度以形成浓缩液体；和

从浓缩液体中结晶K₂SO₄。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括粉碎未加工的杂卤石矿以形成杂卤石矿颗粒。

3.根据权利要求1所述的方法，其中煅烧杂卤石矿颗粒包括将杂卤石矿颗粒加热到至少约440℃的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中煅烧杂卤石矿颗粒包括将杂卤石矿颗粒维持在约480℃至约520℃的温度下至少约10分钟的平均停留时间。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中将含钙固体与水溶液分离包括形成使用Ca²⁺饱和或过饱和的水性组合物。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中将至少一部分水溶性组合物溶于水性介质中还包括将水性介质中的水溶性组合物维持在约90℃至约100℃的温度下至少约30分钟的平均停留时间。

7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，进一步包括在从浓缩液体中结晶K₂SO₄之前，从浓缩液体中沉淀至少一种含钙类物质。

8.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中从浓缩液体中结晶K₂SO₄包括从具有K₂SO₄浓缩液体中沉淀至少一种含钙类物质；所述方法还包括将K₂SO₄与至少一种含钙类物质分离。

9.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其中将含钾盐溶于滤液中包括将钾镁矾溶于滤液中。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

从浓缩液体中结晶无水钾镁矾；和

分解至少一部分无水钾镁矾以形成钾镁矾。

11.制备硫酸钾的方法，其包括：

提供经煅烧的杂卤石矿；

浸出经煅烧的杂卤石矿以制备含有硫酸钾和硫酸镁的液体；

将富钾盐溶于液体中来提高硫酸钾的浓度以形成浓缩液体；和

从浓缩液体中结晶硫酸钾。

12.根据权利要求11所述的方法，其中提供经煅烧的杂卤石矿包括将杂卤石矿颗粒加热到至少480℃的温度以形成水溶性组合物。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括在水性NaCl盐水的存在下研磨未加工的杂卤石矿以形成杂卤石矿颗粒。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括从杂卤石矿颗粒中去除至少一部分水性NaCl盐水。

15.根据权利要求11至14任一项所述的方法，其中浸出经煅烧的杂卤石矿包括相对于钙离子选择性地溶解钾和镁离子。

16.根据权利要求11至14任一项所述的方法，其中将富钾盐溶于液体中包括将钾镁矾溶于液体中。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括从浓缩液体中沉淀无水钾镁矾。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

分解至少一部分无水钾镁矾以形成钾镁矾；

其中将钾镁矾溶于液体中包括溶解通过分解无水钾镁矾回收的钾镁矾。

19.根据权利要求11至14任一项所述的方法，还包括聚集硫酸钾。