專利名稱：鉀長石綜合利用新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉀長石綜合利用新工藝。
背景技術(shù)：
我國鉀長石資源儲量極其豐富，主要分布在安徽、內(nèi)蒙古、黑龍江、新疆、四川、山西等23個(gè)省區(qū)，分布十分廣泛。鉀長石礦是含鉀量較高、分布最廣、儲量最大的非水溶性鉀資源。我國在綜合利用鉀長石方面，做了許多研究工作，在化肥、陶瓷、白碳黑、分子篩等方面取得了不少成果。國內(nèi)外從20世紀(jì)初就開始利用鉀長石制鉀肥的研究，先后進(jìn)行了數(shù)十種工藝研究，綜合起來可分為高爐冶煉法、壓熱法、敞開浸取和封閉恒溫法、熱分解水浸法、熱法制枸溶性鉀、酸分解法、燒結(jié)法、低溫分解法、微生物法等。上述方法各有其缺點(diǎn)，如產(chǎn)品碳酸鉀質(zhì)量不高、鉀長石鋁和硅資源利用率低、容易造成一定的環(huán)境污染等。因此有必要開發(fā)一種能更有效利用鉀長石中有用資源的新工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鉀長石綜合利用新工藝，該工藝主要回收鉀長石中的鉀、鋁、硅，生產(chǎn)碳酸鉀、氧化鋁、白碳黑、水泥原料等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)鉀長石處理的價(jià)值最大化，產(chǎn)品市場最大化，能耗最小化。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種鉀長石綜合利用新工藝，其特征在于步驟如下(1)在鉀長石中配入碳酸鉀或碳酸鈉進(jìn)行一段燒結(jié)，燒結(jié)熟料磨細(xì)至一定粒度，用氫氧化鉀和碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出后過濾，所得濾液經(jīng)碳分工藝回收氧化硅，濾渣作為二段燒結(jié)的原料；(2)上一步驟所得濾渣配入一定粒度的石灰石及碳酸鉀進(jìn)行二段燒結(jié)，燒結(jié)熟料磨細(xì)至一定粒度，用氫氧化鉀和碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出后過濾，所得濾液加入一定量氧化鈣進(jìn)行加壓脫硅處理，加壓脫硅后溶液經(jīng)碳分和過濾回收氫氧化鋁，濾渣用于生產(chǎn)水泥；一段燒結(jié)和二段燒結(jié)后，碳分、過濾后所得濾液經(jīng)常規(guī)濃縮工藝回收碳酸鉀。所述步驟1)中的鉀長石粒度為-160 -320目，碳酸鉀的配入量按配好的混合料中堿比(K2O^Na2Og)/(Al2O3^FhO3J為0. 4 1. 5進(jìn)行計(jì)算，碳酸鈉的配入量按摩爾比碳酸鈉與碳酸鉀的比例為0 4 6計(jì)算，一段燒結(jié)溫度為600 1000°C，燒結(jié)時(shí)間為20 60min。所述步驟1)中，一段燒結(jié)熟料磨細(xì)至粒度為-80 -260目，用20 150g/L氫氧化鉀和20 150g/L碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出，浸出溫度40 90°C，浸出時(shí)間20 60min，混合液與燒結(jié)熟料的液固比按液體體積(mL)與固體質(zhì)量(g)之為2 5 1。所述步驟1)中，對濾液進(jìn)行碳分的條件為40 90°C，終點(diǎn)pH值8 10 ；碳分時(shí)氣體(X)2濃度為20 50% (V/V)。
所述步驟2)中，一段燒結(jié)浸出濾渣磨細(xì)至-120 -320目作為二段燒結(jié)的原料，配入的石灰石粒度為-160 -320目，配入量按配好后的混合料中鈣比(CaOap5iw)/SiO2(長石+石灰石))為1. 9 2. 1進(jìn)行計(jì)算，碳酸鉀的配入量按配好的混合料中堿比(K2O^Na2O, )/(Al2O3i6+Fe2O3l6)為0.4 1.5計(jì)算，燒結(jié)溫度為1200 1450°C，燒結(jié)時(shí)間為20
60mino所述步驟2)中，二段燒結(jié)熟料磨細(xì)至-80 -260目，用20 150g/L氫氧化鉀和20 150g/L碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出，浸出溫度40 90°C，浸出時(shí)間20 60min，混合液與燒結(jié)熟料的液固比按液體體積(mL)與固體質(zhì)量(g)之為2 5 1。所述步驟2、中，熟料浸出后過濾所得濾液進(jìn)行加壓脫硅，加壓脫硅條件為脫硅溫度140 200°C，脫硅時(shí)間20 60min，氧化鈣添加量2 10g/L。所述步驟幻中，加壓脫硅后的溶液進(jìn)行碳分提取氫氧化鋁，碳分條件為溫度40 90°C，終點(diǎn)pH值8 10。碳分時(shí)氣體(X)2濃度為20 50% (V/V)。本發(fā)明的有益效果是采用兩段燒結(jié)工藝處理鉀長石，分別回收鉀長石中的鉀、鋁、硅資源。鉀長石配入碳酸鉀和碳酸鈉進(jìn)行一段燒結(jié)，燒結(jié)熟料用碳酸鉀和氫氧化鉀混合液浸出后過濾，所得濾渣作為二段燒結(jié)原料，所得濾液碳分后過濾回收二氧化硅，生產(chǎn)白碳黑，碳分過濾后濾液部分回收鉀鹽產(chǎn)品，部分返回浸出工序。一段燒結(jié)熟料浸出后過濾所得濾渣配入石灰石和碳酸鉀進(jìn)行二段燒結(jié)，熟料用碳酸鉀和氫氧化鉀混合液浸出后過濾，濾渣作水泥生產(chǎn)原料，所得濾液配入氧化鈣進(jìn)行加壓脫硅，脫硅后溶液經(jīng)碳分回收氫氧化鋁。一段燒結(jié)和二段燒結(jié)碳分后過濾所得溶液經(jīng)脫硅、濃縮等工藝提取碳酸鉀。經(jīng)兩段燒結(jié)工藝，鉀長石采用碳酸鉀配料低溫?zé)擅摴?，?shí)現(xiàn)40 42%的部分硅形成白炭黑或高純二氧化硅產(chǎn)品，提升硅資源價(jià)值，也減少了鉀長石氧化鋁、碳酸鉀系統(tǒng)高溫?zé)傻奈锪狭髁俊⒅茐A系統(tǒng)直接蒸發(fā)濃縮獲得合格的碳酸鉀產(chǎn)品；脫硅后的浸出渣再采用燒結(jié)法工藝生產(chǎn)氧化鋁、碳酸鉀和硅酸二鈣渣，為水泥生產(chǎn)的原料。從經(jīng)濟(jì)的角度來看，采用脫硅技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)硅資源價(jià)值最大化，使處理同樣量的鉀長石時(shí)產(chǎn)品產(chǎn)值增加20 30%，而生產(chǎn)成本增加不大，實(shí)現(xiàn)了資源價(jià)值的最大化。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式以下的實(shí)施例可以使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明，本發(fā)明的內(nèi)容完全不局限于此。在以下的所有實(shí)施例中，使用的原料為國內(nèi)東北某地產(chǎn)的鉀長石和石灰石，其化學(xué)成分如表1及表2所示。表1鉀長石的化學(xué)分析結(jié)果
權(quán)利要求
1.鉀長石綜合利用新工藝，其特征在于步驟如下(1)在鉀長石中配入碳酸鉀或碳酸鈉進(jìn)行一段燒結(jié)，燒結(jié)熟料磨細(xì)至一定粒度，用氫氧化鉀和碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出后過濾，所得濾液經(jīng)碳分工藝回收氧化硅，濾渣作為二段燒結(jié)的原料；(2)上一步驟所得濾渣配入一定粒度的石灰石及碳酸鉀進(jìn)行二段燒結(jié)，燒結(jié)熟料磨細(xì)至一定粒度，用氫氧化鉀和碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出后過濾，所得濾液加入一定量氧化鈣進(jìn)行加壓脫硅處理，加壓脫硅后溶液經(jīng)碳分和過濾回收氫氧化鋁，濾渣用于生產(chǎn)水泥；一段燒結(jié)和二段燒結(jié)后，碳分、過濾后所得濾液經(jīng)常規(guī)濃縮工藝回收碳酸鉀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟1)中的鉀長石粒度為-160 -320目，碳酸鉀的配入量按配好的混合料中堿比(1(20總+妝20總)/仏1203總+狗203為0.4 1.5進(jìn)行計(jì)算，碳酸鈉的配入量按摩爾比碳酸鈉與碳酸鉀的比例為0 4 6計(jì)算，一段燒結(jié)溫度為600 1000°C，燒結(jié)時(shí)間為20 60min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟1)中，一段燒結(jié)熟料磨細(xì)至粒度為-80 -260目，用20 150g/L氫氧化鉀和20 150g/L碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出，浸出溫度40 90°C，浸出時(shí)間20 60min，混合液與燒結(jié)熟料的液固比按液體體積(mL)與固體質(zhì)量(g)之為2 5 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟1)中，對濾液進(jìn)行碳分的條件為40 90°C，終點(diǎn)pH值8 10 ；碳分時(shí)氣體(X)2濃度為20 50% (V/V)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟2)中，一段燒結(jié)浸出濾渣磨細(xì)至-120 -320目作為二段燒結(jié)的原料，配入的石灰石粒度為-160 -320目，配入量按配好后的混合料中鈣比(CaO(長石+石灰石)/Si02(長石+石灰石))為1.9 2.1進(jìn)行計(jì)算，碳酸鉀的配入量按配好的混合料中堿比(Κ20, +妝20總)/(Al2O3總+F^O3總)為0. 4 1. 5計(jì)算，燒結(jié)溫度為1200 1450°C，燒結(jié)時(shí)間為20 60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟2)中，二段燒結(jié)熟料磨細(xì)至-80 -260目，用20 150g/L氫氧化鉀和20 150g/L碳酸鉀混合液進(jìn)行浸出，浸出溫度40 90°C，浸出時(shí)間20 60min，混合液與燒結(jié)熟料的液固比按液體體積(mL)與固體質(zhì)量(g)之為2 5 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟幻中，熟料浸出后過濾所得濾液進(jìn)行加壓脫硅，加壓脫硅條件為脫硅溫度140 200°C，脫硅時(shí)間20 60min，氧化鈣添加量 2 10g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所述步驟幻中，加壓脫硅后的溶液進(jìn)行碳分提取氫氧化鋁，碳分條件為溫度40 90°C，終點(diǎn)pH值8 10。碳分時(shí)氣體CO2濃度為·20 50% (V/V)。
全文摘要
鉀長石綜合利用新工藝，是在鉀長石中配入碳酸鉀或碳酸鈉進(jìn)行一段燒結(jié)，燒結(jié)熟料于氫氧化鉀和碳酸鉀混合液中浸出后過濾，所得濾渣為二段燒結(jié)的原料，所得濾液碳分后過濾，濾渣回收部分二氧化硅生產(chǎn)白碳黑，濾液部分生產(chǎn)鉀鹽，部分返回一段浸出工序。二段燒結(jié)是在一段燒結(jié)熟料浸出渣中配入石灰石及碳酸鉀進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)熟料于氫氧化鉀和碳酸鉀混合液中浸出后過濾，濾渣作為水泥生產(chǎn)原料，濾液加入氧化鈣進(jìn)行加壓脫硅處理，脫硅后溶液碳分后過濾，濾渣回收氫氧化鋁，生產(chǎn)多品種氧化鋁。一段燒結(jié)和二段燒結(jié)過程中，碳分后過濾所得濾液經(jīng)脫硅、濃縮等工藝可回收碳酸鉀。本工藝可實(shí)現(xiàn)鉀長石有價(jià)資源的最大化利用，碳酸鉀可循環(huán)利用，對環(huán)境無污染。
文檔編號C01D7/00GK102557050SQ20111043099
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者付維琴, 劉俊場, 周衛(wèi)國, 廖元雙, 彭秋燕, 楊大錦 申請人:昆明冶金研究院