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一種芒硝法由鉀長石制備硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石的方法

文檔序號:3460431閱讀:178來源:國知局
專利名稱:一種芒硝法由鉀長石制備硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及非水溶性鉀資源綜合利用的方法,確切地說是一種芒硝法由鉀長石制備硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石的方法。
背景技術(shù)
我國可溶性鉀資源十分貧乏,而非水溶性鉀資源卻遍及全國各地,尤其是鉀長石資源非常豐富,因此,如何利用鉀長石資源日益受到關(guān)注,尤其是如何將鉀長石中非水溶性鉀轉(zhuǎn)化為水溶性鉀更是重點(diǎn)研究的內(nèi)容。目前較典型的轉(zhuǎn)化方法有高溫氣化法、氫氟酸分解法、微生物分解法、高溫?zé)Y(jié)法、離子交換法等,開發(fā)出來幾十種工藝,但都由于各種原因,尤其是經(jīng)濟(jì)效益難以過關(guān),還未實現(xiàn)工業(yè)化。因此,開展鉀長石提鉀新方法研究特別是鉀長石綜合利用方法的研究仍具有重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在為充分利用鉀長石中的有價元素而提供一種綜合利用鉀長石的方法,所要解決的技術(shù)問題是將鉀長石中非水溶性鉀部分轉(zhuǎn)化為水溶性鉀從而同時獲得硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石兩種產(chǎn)品。本發(fā)明的思路是基于離子交換機(jī)理,采用熔鹽離子交換技術(shù),將鉀長石和芒硝一道共焙燒,穩(wěn)定控制在芒硝熔點(diǎn)以上,芒硝熔融以后產(chǎn)生的Na+與鉀長石網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的K+進(jìn)行交換,當(dāng)使之不完全交換時便同時得到鈉鉀復(fù)合長石和硫酸鉀。然后用水浸取、過濾,濾餅為鈉鉀復(fù)合長石;濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶分離,硫酸鉀為產(chǎn)品,硫酸鈉循環(huán)使用。不完全交換的比例是通過調(diào)節(jié)熔鹽離子交換反應(yīng)條件實現(xiàn)的。本發(fā)明的技術(shù)方案以鉀長石和芒硝為原料,包括原料的粉碎、混合、熔鹽反應(yīng)、水浸、過濾、濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、分離各單元過程。所述粉碎是獲得細(xì)度至少過100目(-149μπι)標(biāo)準(zhǔn)篩的鉀長石粉和至少過50目(-297 μ m)芒硝粉;所述混合是將鉀長石粉和芒硝粉按1:0. 5飛的質(zhì)量比充分混勻;所述熔鹽反應(yīng)是將混勻后的鉀長石粉和芒硝粉混合物于溫度85(Tl200°C反應(yīng)O. 5^3小時;所述水浸是用水浸取熔鹽反應(yīng)產(chǎn)物之一水溶性鉀,過濾分離,濾餅為鈉鉀復(fù)合長石,其中,K2CHNa2O (質(zhì)量比)彡10%,K:Na (摩爾比)=1: (I 30)范圍內(nèi)可調(diào);所述蒸發(fā)、結(jié)晶和分離的目的是將濾液中硫酸鈉和硫酸鉀根據(jù)兩者溶解度的差別使之分離,硫酸鉀為產(chǎn)品,執(zhí)行GB20406-2006農(nóng)業(yè)用硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn),硫酸鈉循環(huán)到混合過程配置熔鹽反應(yīng)物料。鉀長石粉粒度優(yōu)選200目(-74 μ m)。鉀長石粉和芒硝粉質(zhì)量比優(yōu)選1:2 3。反應(yīng)溫度優(yōu)選90(Tll00°C,更優(yōu)選 900-1000°C。反應(yīng)時間優(yōu)選1. 5 2. 5小時。鈉鉀復(fù)合長石K2CHNa2O (質(zhì)量比)比優(yōu)選彡11%鈉鉀復(fù)合長石K:Na (摩爾比)優(yōu)選1: (6 15)
本方法,產(chǎn)品為硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石,硫酸鉀不僅是重要的工業(yè)原料,而且是優(yōu)質(zhì)的無氯鉀肥。鈉鉀復(fù)合長石是生產(chǎn)玻璃和陶瓷不可缺少的優(yōu)良的添加劑。鈉鉀復(fù)合長石鈉鉀相對比例和鉀長石中鉀的轉(zhuǎn)化率可以由設(shè)計的原料配比和熔鹽反應(yīng)條件來調(diào)整,鈉鉀復(fù)合長石K:Na (摩爾比)在1:(6 15)范圍內(nèi),在玻璃和陶瓷行業(yè)中有更好的應(yīng)用前景,此時,鉀長石中的鉀轉(zhuǎn)化為水溶性鉀的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)90%以上。
具體實施例方式(一)、操作步驟1、原料準(zhǔn)備 取鉀長石、芒硝分別破碎、球磨、篩分,鉀長石過200目(-74 μ m)篩粉體備用,芒硝過50目篩粉體備用。2、熔鹽反應(yīng)取鉀長石粉和芒硝粉按一定的質(zhì)量比混合后放入氧化鋁陶瓷坩堝中,將坩堝至于高溫爐內(nèi),將溫度升至一定溫度恒溫反應(yīng)一段時間,然后自然降溫至室溫。3、水浸、過濾將冷卻至室溫的反應(yīng)產(chǎn)物,加水浸取,濾餅經(jīng)洗滌烘干得鈉鉀復(fù)合長石。4、蒸發(fā)、結(jié)晶、分離水浸濾液含硫酸鉀和硫酸鈉,經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、分離后分別得到硫酸鈉和硫酸鉀,硫酸鈉送到到原料工序循環(huán)使用。硫酸鉀為鉀肥產(chǎn)品,執(zhí)行GB20406-2006農(nóng)業(yè)用硫酸鉀標(biāo)準(zhǔn)。(二 )、實施例實驗用鉀長石礦取自安徽金寨地區(qū)(K2O=Il. 97%,Na20=3. 24%)
權(quán)利要求
1.一種芒硝法由鉀長石制備硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石的方法,以鉀長石和芒硝為原料, 包括原料的粉碎、混合、熔鹽反應(yīng)、水浸、過濾、濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、分離各單元過程,其特征在于:所述的熔鹽反應(yīng)是將粉碎過至少100目篩的鉀長石粉和至少過50目篩的芒硝粉按質(zhì)量比1:0. 5-5混合均勻后于850-1200°C反應(yīng)O. 5-3小時,鈉鉀復(fù)合長石中K2CHNa2O質(zhì)量比≥ 10%, K Na 摩爾比=1 :1-30。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于鉀長石粉和芒硝粉的質(zhì)量比1:2_3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法,其特征在于熔鹽反應(yīng)于900-1100°C反應(yīng)1. 5-2. 5小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于熔鹽反應(yīng)溫度為900-1000°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的制備方法,其特征在于鈉鉀復(fù)合長石中K2CHNa2O彡11%, K Na=l :6_15。
全文摘要
一種芒硝法由鉀長石制備硫酸鉀和鈉鉀復(fù)合長石的方法,以鉀長石和芒硝為原料,包括原料的粉碎、混合、熔鹽反應(yīng)、水浸、過濾、濾液蒸發(fā)、結(jié)晶、分離各單元過程,其特征在于所述的熔鹽反應(yīng)是將粉碎過至少100目篩的鉀長石粉和至少過50目篩的芒硝粉按質(zhì)量比1∶0.5-5混合均勻后于850-1200℃反應(yīng)0.5-3小時,鈉鉀復(fù)合長石中K2O+Na2O≥10%,K∶Na=1∶1-30。硫酸鉀是優(yōu)質(zhì)的無氯鉀肥,鈉鉀復(fù)合長石是生產(chǎn)玻璃和陶瓷不可缺少的優(yōu)良的添加劑。
文檔編號C01D5/00GK103011205SQ201210578788
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者胡東升, 程建方, 黃晗達(dá), 汪全南, 邵園芳 申請人:胡東升, 程建方, 黃晗達(dá)
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