[发明专利]磷尾矿和钾长石的资源化综合利用方法

说明书

本发明公开了磷尾矿和钾长石的资源化综合利用方法，包括以下步骤：将研磨后的磷尾矿、钾长石与钙盐按比例混合后在200―800℃下焙烧活化1―5小时得到混合矿；将所得混合矿与盐酸在20‑60℃下酸浸反应，0.5‑3小时后固液分离，得到浸出渣和浸出液；将所得浸出液在‑20‑25℃下冷却结晶1‑6小时后固液分离，得滤液和氟硅酸钾；将所得滤液依次进行硫酸除钙、氨水分步中和除铝、铁、镁杂质后得到精制滤液；将所得精制滤液补磷后进行蒸发浓缩，制备得高浓度NPK复合肥。本发明不外加氟化物腐蚀钾长石，低温浸出即可获得可溶性钾，进而制备出了NPK复合肥。同时利用氟硅酸钾溶解度较低的特点避免了后续固液分离氟硅酸钾结晶析出从而堵塞管道的难题。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体涉及磷尾矿和钾长石的资源化综合利用方法。

背景技术

磷尾矿是指采选矿企业利用一定技术条件下选矿精矿以后所产生的“废弃物”,它属于工业废弃材料中的矿业固体废弃物。随着我国磷化工行业的不断发展壮大,每年产生大量磷尾矿。目前,对于磷尾矿的处理及利用还未得到有效方法。废弃的磷尾矿堆砌,不仅占用土地,对周围的环境造成严重的污染,还造成尾矿中大量有用元素的流失。尾矿作为潜在的“二次矿产资源”,可综合回收其中的有用元素磷,制备出一系列低附加值或高附加值的材料,对尾矿的综合利用不仅能解决堆放问题,环境污染问题,还能保证矿产资源的可持续发展,促进社会的发展,取得重要的经济效益。当前我国磷化工企业面临着资源和环境的双重压力，可持续发展受到严重挑战；产业链不够完善、产品结构不够丰富、产品附加值较低。目前缺乏有效技术进行磷尾矿的高值化利用，实现上下游产业的合理衔接。

钾长石是典型的非水溶性含钾矿床，在我国分布广泛，储量大。钾长石具有稳定的四面体结构，一般的酸、碱都难以将其分解，因此如何从钾长石中中高效、环保、经济地提取可溶性钾已成为当前研究的重要课题。据文献报道，可外加含氟物质腐蚀钾长石来提取可溶性钾，但氟具有强腐蚀性及危险性，给实验设备及操作带来很大困难，特别是会有一部分氟进入到溶液，给后续除氟及产品质量带来了极大地困难。再者，磷尾矿中含有一定量的氟，由于氟硅酸钾(K2SiF6)溶解度较低，酸浸液中的钾、氟在室温下极易以K2SiF6的形式结晶析出，堵塞管道。可考虑将K2SiF6先结晶出来，而且K2SiF6是一种重要的钾盐产品，广泛用于木材防腐、陶瓷制造、铝和镁冶炼、光学玻璃制造、云母合成及瓷釉制造等方面。此外，通过K2SiF6也可制备高附加值的硫酸钾、无水氟化氢、磷酸二氢钾等产品。

磷肥、钾肥作为农作物的营养元素肥料，在农作物的生命代谢过程中有极其重要的作用。但在我国，磷肥、钾肥及其复合肥料的产量与用量不足，施用化肥的氮磷钾比例严重失调，其主要原因是我国磷矿与钾矿资源综合利用率低导致我国化肥生产中磷肥或含磷钾高的复合肥料比例太低。

钾的提取主要来源于可溶性钾盐矿床，但我国严重缺乏。据统计，2012年世界水溶性钾盐储量折合K2O为95.52亿吨，中国2.1亿吨，约占世界总储量2.2％，主要分布在青海察尔汗盐湖和新疆罗布泊盐湖，不便于开发利用。而我国非水溶性含钾矿床储量丰富，储量超过200亿吨，多分布在中部及东部农业发达地区。

发明内容

本发明目的在于为磷尾矿和钾长石提供一种资源化综合利用方法，同时得到氟硅酸钾和NPK复合肥。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

磷尾矿和钾长石的资源化综合利用方法，包括以下步骤：

(1)焙烧：将研磨后的磷尾矿、钾长石与钙盐按比例混合后在200―800℃下焙烧活化1―5小时得到混合矿；

(2)酸浸：将所得混合矿与盐酸在20-60℃下酸浸反应，0.5-3小时后固液分离，得到浸出渣和浸出液；

(3)冷却结晶：将所得浸出液在-20-25℃下冷却结晶1-6小时后固液分离，得滤液和氟硅酸钾；