[发明专利]一种杂卤石浸取可溶钾的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含钾矿物的浸取工艺，具体涉及一种难溶性杂卤石浸取可溶钾的工艺。

背景技术

杂卤石（K₂SO₄·MgSO₄·2CaSO₄·2H₂O）是一种广泛分布在硫酸盐型钾盐矿中的难溶性钾矿，其理论含钾量（K₂SO₄）最高达28.9%，是一种重要的钾矿资源。已发现我国四川、湖北、江苏、山东、山西、青海等省的海相沉积盆地深部蕴藏着丰富的杂卤石矿。其中，以四川、湖北矿量最大，仅（四）川东（部）杂卤石资源折合K₂O储量约在200亿吨以上，成为我国钾肥工业的重要原料。由于我国是一种严重缺钾的农业大国，至今仍未发现大规模、易开发的固体钾矿，若仅限开采有限的可溶钾矿难以自给。因此，研究不溶性或难溶性的其它钾矿资源的开发技术，对于缓解我国钾资源的缺乏，改善钾工业现状，具有重大的现实意义和深远的历史意义。

杂卤石具有十分稳定的晶格结构，溶解性能极差，对于杂卤石矿提取钾盐的研究，自上世纪30年代就有相继的研究报道，其中以前苏联和波兰研究最多。有将杂卤石焙烧后直接用作长效肥料的研究，有使用无机酸（如硝酸和硫酸）分解杂卤石之后，将反应产物进行中和生产无氯钾肥的工艺，也有使用无机盐等发生复分解反应分解杂卤石的研究。但是，上述方法均存在分解产物肥效低，营养释放缓慢，作物难以吸收和无机酸分解效率低、复分解反应产物分离难等技术缺陷。

而我国对于杂卤石的研究报道以成都理工大学对川东杂卤石的溶浸研究居多，如CN1766138A公开了一种采用无机盐溶液对杂卤石矿进行溶浸开采的方法，通过采用含有Ca²⁺和或Ba²⁺的水溶液，和/或含有CO₃^2-、HCO₃^-、PO₄^2-、HPO₄^-、SiO₃^2-中至少一种的水溶液作为溶浸剂通过复分解反应促使难溶性杂卤石矿中K⁺的溶解，从而达到开发利用的目的。但是，钾收率仅为80%以上，且存在浸取剂成本高、浸取速度慢等缺点。

若采用煅烧浸取联合工艺，可大大提高浸取速度。如CN103930371A公开了一种煅烧水解法加工杂卤石矿制取硫酸钾的方法，将杂卤石矿经煅烧分解后在水性介质中浸取提取硫酸钾，可大大提高浸取速度，大约30min以上停留时间即可实现90%左右浸出率，但由于硫酸钾溶解度有限，依然存在浸取介质用量大，浸取母液浓度稀，后续蒸发工艺能耗大等缺点；黎春阁等人公开了杂卤石生产硫酸钾工艺研究，考查了不同溶浸剂和固液比对杂卤石中K⁺浸出率的影响，结果表明：以CaO为溶浸剂，反应温度70℃，固液比1:4时，K⁺浸出率为78.8%，以水为溶浸剂，反应温度70℃，固液比1:6时，K⁺浸出率仅为73.0%，浸出液K⁺浓度一般维持在2.0～3.0wt%，但是，该工艺浸出率低，浸出液浓度低，增加后期蒸发结晶能耗（黎春阁等.杂卤石生产硫酸钾工艺研究.化工矿物与加工,2013年第7期）；CN104878197A公开了一种超声波辅助常压低温浸出钾的方法，同样采用了酸、矿混合浸取工艺，但所针对矿物为钾长石，与杂卤石矿物性质完全不同，且所需反应条件十分苛刻，无法解决杂卤石矿浸取可溶钾的关键技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种浸取剂成本低，节能降耗，浸出率高，浸取周期短，浸出母液浓度高的杂卤石浸取可溶性钾的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种杂卤石浸取可溶钾的工艺，包括以下步骤：

（1）磨矿：将杂卤石矿经破碎后磨矿至≤80目，得磨矿产物；

（2）焙烧：将步骤（1）所得磨矿产物在350～550℃下，焙烧20～90min，得焙烧产物；

（3）酸浸：在步骤（2）所得焙烧产物中，以固液比为1:0.8～5.0的比例加入酸性溶液，在25～100℃下，浸取20～120min，得杂卤石矿浆；

（4）固液分离：将步骤（3）所得杂卤石矿浆进行固液分离，得可溶钾溶液。