[發明專利]從明礬石礦中制備出高純度鉀明礬和硫酸鋁的方法

無效

• 申請號: 201410039642.2
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN103787396A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 黃中省;衷水平;王瑞永
• 申請（專利權）人: 紫金礦業集團股份有限公司
• 主分類號: C01F7/76
• 分類號: C01F7/76;C01F7/74;C22B3/06;C22B21/00;C22B26/10
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 周暉

一.技術領域

本發明涉及貴金屬冶金行業，特別是一種礦石中有價金屬的綜合回收、分離、提純方法，具體涉及一種從明礬石礦中制備出高純度鉀明礬和硫酸鋁的方法。

二.背景技術

我國礦產資源缺乏，Al、K是我國的重要礦產資源，其中鉀是我國的緊缺資源。明礬石礦作為Al、K的潛在資源越來越受到國內外研究的重視。目前，國內外綜合利用明礬石礦均沒有經濟、技術上合理的處理明礬石工藝。我國是明礬石儲量大國，存在大量原生及伴生明礬石礦，溫州礬礦被譽為“世界礬都”，明礬石儲量占世界總儲量的60%。紫金山銅礦是我國的特大型銅礦山，其中伴生有大量的明礬石礦，但目前我國的明礬石礦均未得到有效利用或利用效率很低。

明礬石礦硫酸浸出-結晶工藝過程中鋁、鉀結晶明礬過程是一種自然的分離、凈化過程，較其他工藝具有獨特的優勢。但由于明礬石礦中mAl/mK=3，而浸出-結晶明礬中mAl/mK=1，因此浸出液存在Al過剩問題，針對該問題目前并沒有有效的方法改進，溫州礬礦采用降低Al浸出率等方法使鋁少浸出，造成Al、K的回收率較低及資源浪費。

發明專利“一種從伴生明礬石尾礦提取鋁鉀的方法”中提出了采用酸溶焙燒-水浸工藝制備明礬、硫酸鋁產品的方法。專利公開說明書中首先將明礬石礦現在360℃下硫酸溶出，然后向浸出體系中加水結晶硫酸鋁，浸出渣水浸后結晶明礬，結晶明礬母液蒸發結晶硫酸鋁。但從該發明專利公開說明書內容及數據可以看出，該發明前后矛盾且無法實現結晶明礬與結晶硫酸鋁的有效分離，得到的產品是明礬與硫酸鋁或其它物質雜質的混合物。比如公開說明書中第一步結晶的Al2(SO4)3˙17H2O產品中公開的Al2O3含量為22.5%，而按照產品標準含量計算Al2(SO4)3˙17H2O中Al2O3實際含量應為15.74%；第二步結晶得到的明礬產品中Al2O3、K2O、SO3含量分別為20.86%、20.79%、55.84%，而按照產品標準鉀明礬中Al2O3、K2O、SO3實際含量應該分別為10.76%、9.91%、33.75%；第三步結晶中得到的更是混合物，且所有結晶中Fe2O3等雜質含量均較高，Fe2O3和其它雜質最低含量均在2%以上。所得產品中產品純度及雜質含量不符合任何產品的標準要求。另外，該工藝在360℃酸溶焙燒存在能耗高、工藝對設備要求高等問題，工業上無法實施。且高溫酸溶使明礬石礦中Fe、Si等雜質大部分進入溶液中，給后續過濾及分離帶來困難，從而造成產品雜質含量無法滿足要求。

另外發明專利“一種石煤提釩鋁、鉀綜合回收方法”中公開了一種向浸出液中添加鉀鹽或含鉀物料，使溶液中多余的鋁生成鉀明礬，從而實現多余鋁的回收或去除。在明礬石酸浸-結晶研究領域也有采用此方法的，但是加入的K2SO4等添加物的價值遠大于生成的鉀明礬的價值，且鉀明礬存在市場量小的問題，因此該方法得不償失。

基于上述國內外，特別是我國明礬石礦綜合利用存在的諸多問題，使明礬石礦一直無法有效回收的難題，本發明提出一種從明礬石礦中制備高純度鉀明礬和硫酸鋁的方法。采用本發明Al、K的綜合浸出率分別在92%、97%以上，得到的鉀明礬純度99.56%，硫酸鋁中Al2O3含量15.95%上。本發明工藝簡單、生產成本低、易于工業化。

三.發明內容

本發明一種從明礬石礦中制備出高純度鉀明礬和硫酸鋁的方法的目的旨在針對明礬石礦綜合利用難題提供一種工藝簡單、生產成本低、易于工業化的從明礬石礦中制備高純度鉀明礬和硫酸鋁的方法。

本發明是根據如下技術原理實現的；①明礬石礦中mAl/mK=3，而浸出-結晶明礬中mAl/mK=1。浸出體系中Al過量，過量的Al可以與SO42-結晶硫酸鋁；②鉀明礬與硫酸鋁結晶存在差異。浸出液中鉀明礬結晶首先進行，硫酸鋁結晶當溶液中Al3+濃度超過一定濃度后開始；③浸出液循環浸出-結晶過程富集Al3+，減低K+含量。由于每次結晶鉀明礬后溶液中均有60%左右的Al3+過量，浸出液每次循環浸出-結晶過程結晶母液中Al3+/K+比例均得到一定比例的增加，當結晶母液中Al3+>60g/L、K+<0.3g/L時即可實現硫酸鋁的結晶。

本發明的技術方案，詳細工藝條件如下：

1、首先，將明礬石礦焙燒脫除結晶水，其次，將脫水明礬石硫酸浸出鋁和鉀，浸出液結晶鉀明礬；然后，將結晶母液補加一定量酸后返回賠少砂酸性流程循環浸出，循環浸出液結晶鉀明礬；最后，將循環一定次數后結晶鉀明礬母液結晶硫酸鋁；