[發明專利]白云鄂博鉀長石精礦制取高純碳酸鉀和高純氫氧化鋁的方法

有效

• 申請號: 201110224432.7
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102303877A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 李梅;柳召剛;胡艷宏;王覓堂;高凱;張棟梁;張曉偉;張永強
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C01D7/00
• 分類號: C01D7/00;C01F7/02
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明涉及白云鄂博鉀長石精礦制取高純碳酸鉀和高純氫氧化鋁的方法，屬于濕法冶金技術領域。

背景技術

包頭白云鄂博蘊藏著大量富鉀板巖，富鉀板巖為富含鉀和鋁等元素的鉀長石礦物，白云鄂博富鉀板巖資源的利用得到了很多人的關注，進行了大量的研究工作，一些還進行了中試和半工業擴大實驗，還有這方面的專利，如專利號為03143378.2的專利“用富鉀板巖提取碳酸鉀、氫氧化鋁并制備硅肥的配方及工藝”。但這些工藝都是采用石灰燒結法，很多文章都介紹了這一工藝是可行的，但至今還未能實現工業化。一個主要的問題就是在經濟上不可行，主要有以下幾個原因導致：1、原料品位低，一般都是用原礦石即富鉀板巖作原料，造成成本高、效益低。2、回收率低，如上述專利中說的氧化鋁的回收率僅為60％，氧化鉀的回收率也只有80％，原料本來品位就不高，K₂O僅為10％左右，因此，回收率不高直接影響了經濟效益。3、產品的質量不高，根據國標，產品對雜質的要求是很嚴格的，產品質量不高的重要原因是原料中的雜質多，在冶金過程中很難除干凈。如白云鄂博富鉀板巖中鐵的含量達到5～7％左右，還有黃鐵礦、重晶石等，如果不經過選礦除去這些雜質提高鉀長石的純度，要生產高質量產品是很困難的。本發明的目的就是要克服以前研究中的這些問題，使工藝的工業化成為可能，本發明用白云鄂博富鉀板巖分選的純度大于95％的鉀長石精礦為原料，采用石灰燒結、分步浸出法，制取高純碳酸鉀和高純氫氧化鋁的新工藝。碳酸鉀純度大于99％，回收率大于90％，氫氧化鋁達到國家一級標準，回收率大于85％。本發明工藝簡單、宜于工業化生產，具有很好的經濟效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用鉀長石精礦制取高純碳酸鉀和高純氫氧化鋁的方法，該方法能夠制取高純碳酸鉀和高純氫氧化鋁，碳酸鉀純度大于99％，回收率大于90％，氫氧化鋁達到國家一級標準，回收率大于85％。

技術解決方案：

本發明方法步驟如下：

(1)把鉀長石精礦與石灰按重量比為1∶1.2～2.4的比例混勻，然后在回轉窯中進行焙燒，焙燒溫度為1200～1350℃，焙燒時間為0.2～1小時；

(2)焙燒料冷卻到150℃以下進行水浸，按固液比1∶3～15把冷卻料加入水中，在60～90℃下浸出0.2～1小時，然后進行過濾，得到沉淀物及水浸液；

(3)沉淀用Na₂CO₃浸溶，按鉀長石與Na₂CO₃的按重量比為1∶0.2～1稱取Na₂CO₃，配成重量濃度為20～60％的溶液，把步驟(2)的沉淀物加到Na₂CO₃溶液中進行反應，反應溫度70～90℃、反應時間1～4小時，然后過濾；

(4)水浸液脫硅，按鉀長石精礦與CaO按重量比1∶0.05～0.3稱取CaO，加入步驟(2)的水浸液中，使硅酸鉀生成可溶性的氫氧化鉀和不溶性的硅酸鈣，過濾分離；

(5)將步驟(3)和步驟(4)兩種濾液合并，通入體積濃度為20～100％的CO₂，進行碳化，使溶液pH值為7～8，反應溫度50～80℃，使鋁酸鉀KAlO₂生成氫氧化鋁沉淀和可溶性的K₂CO₃，鋁酸鈉生成氫氧化鋁和可溶性的碳酸鈉，過濾分離得到Al(OH)₃，溶液中是碳酸鉀和碳酸鈉，然后利用蒸發結晶分離得到碳酸鉀產品和碳酸鈉，回收的碳酸鈉返回使用；

步驟(3)和(4)得到的沉淀主要是硅酸鈣和碳酸鈣，作為水泥原料。

所述的鉀長石精礦，其純度≥95％，氧化鉀含量≥14％，制取高純碳酸鉀≥99％和高純的氫氧化鋁Al₂O₃≥64％，回收率分別達到90％和85％。

所述的水浸溶，按固液比1∶5～12把冷卻料加入水中，在70～90℃下浸出0.3～0.8小時。

所述的Na₂CO₃浸溶，按鉀長石與的Na₂CO₃的按重量比計1∶0.3～0.6稱取Na₂CO₃，配成20～60％的溶液，進行Na₂CO₃浸溶，反應溫度80～90℃、反應時間1～3小時，然后過濾。

本發明的優點：