[發(fā)明專利]一種利用浮選尾礦中的明礬石生產(chǎn)硫酸鉀及其副產(chǎn)品的方法

有效

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• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103011206A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚希發(fā);衷水平;鄒來昌;方榮茂;范小雙
• 申請（專利權(quán)）人: 紫金礦業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: C01D5/02
• 分類號: C01D5/02
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 周暉

一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種尾礦綜合利用利用的方法，尤其涉及一種利用浮選尾礦中的明礬石生產(chǎn)硫酸鉀及其副產(chǎn)品的方法。

二.背景技術(shù)

礦產(chǎn)資源是人類賴以生存的重要生產(chǎn)資料之一，其主要特點是不可再生和短期內(nèi)不可替代性。礦產(chǎn)資源是我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)原料，目前我國90％以上的能源和約80％的工業(yè)原料來自礦產(chǎn)資源，每年投入國民經(jīng)濟運轉(zhuǎn)的礦物原料超過50億t。我國是礦產(chǎn)資源生產(chǎn)大國，但人均礦產(chǎn)資源相對較少，提高礦產(chǎn)資源和尾礦的綜合利用水平尤其重要。《中國21世紀議程》已把“尾礦的處置、管理及資源化示范工程”列入了優(yōu)先領(lǐng)域的優(yōu)先項目計劃，標志著我國已把礦山尾礦資源的開發(fā)利用和環(huán)境保護提高到了相當重要的位置。我國現(xiàn)有尾礦庫12655座，其中三等以上大中型尾礦庫為533座，占總數(shù)的4.2%，四、五等小型尾礦庫12122座，占總數(shù)的95.8％。截至到2009年底我國尾礦累積堆存量為100億t。而2009年全國產(chǎn)出11.92億t，比上年增長8.4%，尾礦綜合利用總量為1.6億t，綜合利用率為13.3%低于發(fā)達國家50％以上的先進水平。

據(jù)國家非金屬供需形勢報告，我國最為緊缺的兩種非金屬礦產(chǎn)為鉀鹽和金剛石。鉀鹽歷來為各國所重視，世界上的鉀鹽主要來源于可溶性鉀鹽礦床。據(jù)美國地調(diào)局2005年統(tǒng)計，世界鉀鹽儲量約為83億噸（K2O），基礎(chǔ)儲量約為170億噸。按目前的生產(chǎn)水平，現(xiàn)有探明儲量可供世界開采300年以上。但世界鉀鹽的分布很不均衡，絕大部分在北半球，目前已發(fā)現(xiàn)的33個世界級鉀鹽盆地和著名大型礦床都在北緯40度～60度之間。按儲量，加拿大排第一，占世界的53%，俄羅斯排第二，占22%，白俄羅斯和德國分別排第三和第四位，各占9%，上述四國合計占世界總儲量的93%，我國鉀鹽儲量為800萬噸（K2O），基礎(chǔ)儲量為45000萬噸（K2O），分別為全世界儲量和基礎(chǔ)儲量的0.096%和2.65%，近些年雖然我國鉀鹽產(chǎn)量有較大的增長，盡管如此，鉀鹽進口的依存度仍然保持在70%以上，這與世界1/5的人口比例極不協(xié)調(diào)。

目前，世界上硫酸鉀的生產(chǎn)方法基本分為三類，約10%～15%的硫酸鉀是由海湖鹽鹵水制取，10%左右的是利用鉀鹽礦石制取，約75%的硫酸鉀是用硫酸或硫酸鹽與氯化鉀轉(zhuǎn)化制取。海湖鹽鹵水制取存在工藝需要蒸發(fā)水量大，能耗高，硫酸鉀的取得率低，產(chǎn)品流失嚴重等缺點。硫酸或硫酸鹽與氯化鉀轉(zhuǎn)化制取是以氯化鉀作為原料投人，增加了硫酸鉀的生產(chǎn)成本，降低了企業(yè)的市場競爭力。50年代中期，前蘇聯(lián)采用還原熱解法工藝實現(xiàn)了明礬石的綜合利用，年生產(chǎn)氧化鋁16萬t、硫酸鉀17萬t和硫酸35萬t，該廠在鉀鹽提純工段利用氫氧化鉀來提純粗鉀鹽生產(chǎn)硫酸鉀，雖然生產(chǎn)穩(wěn)定，硫酸鉀產(chǎn)品質(zhì)量好，但采用氫氧化鉀提純粗鉀鹽生產(chǎn)硫酸鉀不符合我國國情。我國溫州化工廠采用還原熱解法對明礬石綜合利用進行研究，中式裝置于1960年開始投資建造，1965年10月16日開始試車，到1972年共生產(chǎn)標準鉀肥（25%K2O）3085t，硫酸（100%H2SO4）2584t，氫氧化鋁（一級品）2714t。1978年12月化工部組織并通過中試鑒定，雖然氧化鋁和氧化鉀的回收率、可分解SO3總利用率、堿耗等主要技術(shù)指標都達到或接原石化部提出的要求，但后續(xù)通過蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)硫酸鉀，硫酸鉀平均含量為65%，鉀、鈉分離困難，產(chǎn)品質(zhì)量差。合肥工業(yè)大學韓效釗教授采用高溫快速脫水——熟料水浸氧化鉀——水渣酸熔生產(chǎn)氧化鋁工藝處理明礬石，該工藝脫水焙燒溫度高，能耗大，對設(shè)備材質(zhì)要求高。

總之，目前我國尾礦量大，綜合利用水平低，這不僅造成了資源的極大浪費，而且還占據(jù)大量土地、污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡，甚至引發(fā)安全事故。另外，我國耕地嚴重缺鉀，長江以南地區(qū)及華東普遍需要施用鉀肥，而我國鉀資源卻非常貧乏，鉀肥產(chǎn)量很低，自給率約為20%，遠遠不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，絕大部分需要依賴進口，對外依存度過高，使我國在鉀肥的國際價格談判中始終處于劣勢，在未來數(shù)年里，鉀肥自給率不足的局面仍將延續(xù)。因此，急需開發(fā)一種利用浮選尾礦中的明礬石生產(chǎn)硫酸鉀的方法，提高我國尾礦綜合利用水平和緩解硫酸鉀供需突出的矛盾，減少硫酸鉀大量依靠進口的外匯損失、提升鉀資源的保障年限和鉀鹽工業(yè)的國際競爭力，徹底解決尾礦中明礬石的經(jīng)濟、清潔、高效綜合利用的關(guān)鍵科學和技術(shù)難題迫在眉睫。

三.發(fā)明內(nèi)容