1.一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于,包括如下步驟:
S1、制備鉀長石粉體:取正長巖礦石,經(jīng)破碎、粉磨至粒徑小于74μm,得到顆粒含量大于90%的鉀長石粉體,作為制取硫酸鉀的原料;
S2、堿溶脫硅反應:水熱條件下,將鉀長石置于KOH溶液中,鉀長石發(fā)生分解反應,脫去2/3的SiO2,固相產(chǎn)物為六方鉀霞石,液相產(chǎn)物為硅酸鉀溶液;
S3、酸浸溶鉀反應:鉀霞石在酸性介質中易于分解,K2O、Al2O3組分可被溶出,SiO2則呈現(xiàn)云霞狀硅膠,調(diào)節(jié)H2SO4用量,可控制僅溶出K2O,得到近于純凈的K2SO4溶液,固相產(chǎn)物為鋁硅濾餅,其化學成分與高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)類似;
S4、硫酸鉀析晶反應:將所得硫酸鉀溶液經(jīng)蒸發(fā)結晶,即制得硫酸鉀產(chǎn)品;
S5、硅灰石的制備:硅灰石的制備包括沉硅反應和晶化反應;
S6、煅燒高嶺土的制備:煅燒高嶺土包括漂白除鐵和高溫煅燒。
2.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述堿溶脫硅反應的優(yōu)化反應為取鉀長石粉體5.0kg,KOH配比R1.0,液固質量比為3?;旌衔锪现糜谌莘e25L的反應釜中,升溫至260℃,恒溫反應2小時,所得產(chǎn)物為鉀霞石濾餅和硅酸鉀堿液,分別用作后續(xù)制備硫酸鉀和針狀硅灰石的原料。
3.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述酸浸溶鉀反應的優(yōu)化反應為取鉀霞石粉體(KX-1)1.0kg,液固質量比為5,在攪拌(150r·min-1)下加入硫酸(98%)過量20%,控制溶出溫度為80℃,反應時間4小時,抽濾分離,得硫酸鉀濾液(含一次洗液)8.7L,用于硫酸鉀結晶反應。
4.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述硫酸鉀析晶反應采用醇析法,可以減少蒸發(fā)量,將硫酸鉀溶液蒸發(fā)至體積為5L,即液相體積恰好滿足下一批次鉀霞石酸浸反應用水,按照水/乙醇體積比為3:2加入乙醇,60℃下硫酸鉀析出率為80.1%,醇析后余液升溫至80℃,回收乙醇后循環(huán)利用。
5.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述沉硅反應:硅灰石量取硅酸鉀濾液(TS-1)200ml,按照nCaO/nSiO2=1稱取CaO;按液固質量比為10加入蒸餾水,攪拌均勻后倒入反應釜中,在攪拌(150r·min-1)下升溫至160℃,恒溫攪拌(50r·min-1)下反應1小時,倒出漿料過濾,熱水洗滌濾餅,將水合硅酸鈣濾餅在105℃下干燥2小時。
6.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述晶化反應:取水合硅酸鈣試樣83g(含水率64.0%),按照液固質量比15加入蒸餾水,混合攪拌均勻,室溫下陳化1小時,置于反應釜中。室溫至120℃升溫過程,攪拌速率為150r·min-1;繼續(xù)升溫至260℃,攪拌速率50r·min-1,靜態(tài)反應1小時,通冷凝水冷卻,過濾分離。
7.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述漂白除鐵:取液固質量比為6,NaClO溶液(質量分數(shù)為9%)20%,室溫反應2小時;過濾后按液固質量比為6配制漿料,加入Na2S2O4(8%)、草酸(5%),在80℃下反應2小時,過濾洗滌,得除鐵后的鋁硅濾餅。
8.根據(jù)權利要求1所述一種基于鉀長石的硫酸鉀制取方法,其特征在于:所述高溫煅燒:在700~900℃下煅燒1小時,所得制品的白度為87.2%~87.6%;取煅燒溫度為900℃,煅燒時間為0.5~2小時,制品白度為87.5%~87.6%。