[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用亞熔鹽法處理鉀長(zhǎng)石礦以制備碳酸鉀的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310603110.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103663505A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童躍進(jìn);王穎;彭茂欽;黃金鳳;彭功權(quán);郭菊花;關(guān)懷民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福建師范大學(xué);福建省鑫晟礦業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01D7/00
• 分類(lèi)號(hào): C01D7/00
• 代理公司: 福州智理專(zhuān)利代理有限公司 35208
• 代理人: 王義星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦產(chǎn)資源加工和無(wú)機(jī)金屬化合物制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種亞熔鹽法常壓下處理鉀長(zhǎng)石礦制備碳酸鉀的方法。

背景技術(shù)

鉀長(zhǎng)石是一種含鉀的鋁硅酸鹽礦物（KAlSi₃O₈），是三個(gè)同質(zhì)多象變體透長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石的總稱(chēng)，理論上含K₂O?16.9%，SiO₂64.7%，Al₂O₃?18.4%。我國(guó)鉀長(zhǎng)石資源主要分布在安徽、內(nèi)蒙古、黑龍江、新疆、四川、山西等23個(gè)省區(qū)，目前已報(bào)道的鉀長(zhǎng)石礦源達(dá)60多個(gè)，其儲(chǔ)量約達(dá)79.14?億噸，按平均含量折算成氧化鉀儲(chǔ)量約為9.20億噸。

鉀長(zhǎng)石礦是分布最廣、儲(chǔ)量最大的非水溶性鉀資源。水溶性鉀鹽是鉀肥的主要來(lái)源，是我國(guó)最緊缺的非金屬礦產(chǎn)之一，我國(guó)目前已經(jīng)探明的水溶性鉀鹽儲(chǔ)量?jī)H占世界總儲(chǔ)量約1%。我國(guó)鉀肥進(jìn)口依存度達(dá)46.7%，鉀肥的供給嚴(yán)重受制于國(guó)際市場(chǎng)，制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，水溶性鉀鹽（以碳酸鉀為例）是重要的無(wú)機(jī)化工基礎(chǔ)原料。自20世紀(jì)70年代初我國(guó)開(kāi)發(fā)成功并投入工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，我國(guó)碳酸鉀的需求量迅速逐年增長(zhǎng)，應(yīng)用日趨廣泛：化學(xué)工業(yè)中大量用作化肥脫碳劑，工業(yè)氣體中硫化氫、二氧化碳的清除劑；橡膠的防老劑；玻璃工業(yè)中被大量用于制造計(jì)算機(jī)顯示器、電視機(jī)顯像管玻殼、電子管、精密玻璃器皿及各種裝飾用特殊玻璃；此外碳酸鉀還被廣泛應(yīng)用于電焊條、油墨、照相藥品、聚酯、炸藥、制革、電鍍、陶瓷、建材、水晶、鉀肥皂以及醫(yī)藥生產(chǎn)等領(lǐng)域。

針對(duì)鉀長(zhǎng)石中所含的鉀資源，通過(guò)鉀長(zhǎng)石深加工可以制取水溶性鉀鹽。以鉀長(zhǎng)石礦資源為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)利用非水溶性鉀資源，彌補(bǔ)我國(guó)鉀資源嚴(yán)重短缺現(xiàn)狀，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義。

針對(duì)鉀長(zhǎng)石中所含鉀的深加工綜合起來(lái)可分為：石灰石焙燒法、中溫分解法、高溫堿熔法、燒結(jié)法、低溫分解法、微生物法等。其中燒結(jié)法和低溫分解法是兩種較為常用的方法。燒結(jié)法主要利用復(fù)合添加劑與鉀長(zhǎng)石鍛燒，可在一定程度上降低反應(yīng)溫度，但反應(yīng)仍需在600~850℃的反應(yīng)爐中進(jìn)行，能耗較大。低溫分解法則主要是在低溫（90~150℃）下使用硫酸及含氟助劑與鉀長(zhǎng)石反應(yīng)，該法的特點(diǎn)是可綜合利用鉀長(zhǎng)石，但鉀溶出率較低、殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，不利于生產(chǎn)工業(yè)化。其他方法在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都存在能量消耗大、成本高、工藝復(fù)雜、尾礦殘?jiān)嗟热秉c(diǎn)。?

近年來(lái)，亞熔鹽法作為高效清潔反應(yīng)新系統(tǒng)和化工新過(guò)程被提出并得到應(yīng)用。亞熔鹽法的特點(diǎn)在于可專(zhuān)門(mén)針對(duì)難溶性礦物質(zhì)實(shí)現(xiàn)高效分解，解決了我國(guó)礦產(chǎn)資源豐富但利用率低的現(xiàn)狀。亞熔鹽法用于礦物質(zhì)的高效分解已有許多專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào)道。張懿等（Y?Zhang.?Green?chemistry?of?chromate?cleaner?production[J].Chinese?Journal?of?Chemistry.1999.17(3):258~266）建立了亞熔鹽液相氧化-反應(yīng)分離耦合-介質(zhì)內(nèi)循環(huán)的鉻鹽清潔生產(chǎn)工業(yè)新模式，將鉻鐵礦分解后分離出了鉻酸鉀晶體；李蘭杰等（李蘭杰等.?含釩尾渣NaOH亞熔鹽浸出提釩[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào).2011,11(5)：747~754）研究了含釩尾渣NaOH亞熔鹽法分解過(guò)程中主要反應(yīng)因素對(duì)釩浸出率的影響規(guī)律，獲得了最佳工藝參數(shù)，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討；鐘莉等（鐘莉，張亦飛.亞熔鹽法回收赤泥[J]?.中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào).2008，18(1):70~73）采用亞熔鹽法對(duì)赤泥中的Al₂O₃和Na₂O的回收進(jìn)行研究，成功地在較低溫的條件下綜合回收赤泥中的Al₂O₃和Na₂O。中國(guó)專(zhuān)利200610007297X公開(kāi)了一種由鈦鐵礦或高鈦渣亞熔鹽法清潔生產(chǎn)二氧化鈦和六鈦酸鉀晶須的方法，該法是基于鈦鐵礦或高鈦渣為原料在亞熔鹽KOH液相介質(zhì)中與空氣發(fā)生氣-液-固多相反應(yīng)。但是，將亞熔鹽用于分解鉀長(zhǎng)石礦的文獻(xiàn)還未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種在保證高溶出率的前提下降低能耗、簡(jiǎn)化工藝且對(duì)環(huán)境更為友好的利用亞熔鹽法處理鉀長(zhǎng)石礦以制備碳酸鉀的新方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：