[发明专利]用于处理含石榴石族难处理矿物的方法

说明书

本发明公开了一种用于处理含石榴石族难处理矿物钠盐的协同焙烧综合利用方法。本发明将含石榴石族难处理矿物与复合碱均匀混合，快速升温至指定温度，高温焙烧，利用复合碱协同作用快速破坏矿物中石榴石晶格结构，释放嵌于晶格中的有价元素，经过碳分、水解得到各种有价元素水解物或混合水解物，浸渣为多孔活性材料，用于制备载体或者吸附剂，从而实现含石榴石族难处理矿物全元素综合回收。本发明通过碳循环、碱循环，和氨循环提高流程的经济性；本发明将石榴石族难处理矿物全元素利用，浸出率高，绿色环保，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于资源综合利用技术领域，具体地，涉及一种用于处理含石榴石族难处理矿物的钠盐协同焙烧方法。

背景技术

我国石榴石资源十分丰富，赋存于矽卡岩、金伯利岩等多种岩石中，在自然界中广泛分布。这两种岩石形成条件通常为高温高压条件，形成机制要求较严格，因此石榴石质地致密，硬度较高，工业上通常用作水洗磨料，用于抛光研磨高精密玻璃金属等材料。石榴石化学式为:A₃B₂[SiO₄]，化学式中A代表二价阳离子主要有镁、铁、锰和钙等；B代表三价阳离子，主要有铝、铁、铬、钛等。B组阳离子间因半径相似而常有类质同象代替,A组阳离子因Ca²⁺的半径较大，难以被Mg²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺等所代替。因此，石榴石按成分特征，通常分为铝系和钙系两个系列六个品种，即：(1)铝系石榴石，包括镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石；(2)钙系石榴石，包括钙铝榴石、钙铁榴石、钙铬榴石。

石榴石属于等轴晶系的岛状结构硅酸盐矿物，晶体结构主要是由[SiO₄]四面体、[AlO₆]八面体和以Ca²⁺为中心的十二面体组成，因此钙铝榴石的结构是比较紧密，化学性质稳定，一般化学方法很难破坏其结构。

石榴石中除含有镁、铁、锰等元素外，还含有大量锡、铍、钨等多种有用元素。由于石榴石结构致密，化学结果稳定，酸溶性、水溶性极差，一般的化学方法很难通过破坏晶格结构的方式达到提取利用有价元素的目的，所以对于石榴石中有价元素的提取利用研究较少。

传统碱法焙烧过程中，碱流动性较差，反应传质过程缓慢，而且碱性组分会无选择性地与物料反应，生成低熔点的硅胶等，不仅增大碱耗，而且容易造成物料粘结，影响溶出效果，同时使的过滤浸出困难，因而传统碱法焙烧存在碱耗量大、易烧结、成本高等诸多缺点。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种含石榴石族难处理矿物的钠盐协同焙烧综合利用方法。

本发明提供的处理含石榴石族难处理矿物的方法，包括以下步骤：

(1)将矿物烘干研磨制样，与NaOH和Na₂CO₃按配比混合均匀；

(2)将步骤(1)所得混合后的产品在一定温度下焙烧一定时间。

本方法复合钠盐使用NaOH-Na₂CO₃的形式，通过采用快速升温方式，选择性控制NaOH与物料中Al、Ti等组分发生反应，减少副反应的发生，降低碱耗，同时Na₂CO₃作为疏松剂，高温条件下分解释放CO₂气体，在物料内部形成疏松孔道，促进碱流动，加快传质过程，并且防止发生烧结。

进一步的，本发明针对难处理矿石的处理方法还包括：

(3)将步骤(2)的焙烧后产品与NH₄Cl混合均匀，焙烧脱碱并收集氨气，制取氨水用于步骤(6)；

(4)将步骤(3)得到的焙烧产品与蒸馏水混合均匀，获得均匀矿浆，在一定温度下搅拌一定时间，过滤收集滤液与滤渣；