[發(fā)明專利]一種從非水溶性鉀礦中酸堿聯(lián)合提取鋁、鉀和鈉的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410602099.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN104388668A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣開喜;蔣訓(xùn)雄;范艷青;汪勝東;張登高;馮林永;劉巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京礦冶研究總院
• 主分類號(hào): C22B1/06
• 分類號(hào): C22B1/06;C22B3/04;C22B3/12;C22B26/10;C22B21/00
• 代理公司: 北京藍(lán)智輝煌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11345
• 代理人: 陳紅;杜秀科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于霞石、鉀長(zhǎng)石、富鉀頁(yè)巖、伊利石等非水溶性鉀礦資源的綜合利用，具體涉及一種從非水溶性鉀礦中提取鋁、鉀和鈉的方法，尤其是采用酸堿聯(lián)合工藝進(jìn)行提取。

背景技術(shù)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，鉀鹽對(duì)我國(guó)至關(guān)重要，但我國(guó)鉀礦貧乏，僅占世界總儲(chǔ)量的1.63％，盡管我國(guó)水溶性鉀鹽資源貧乏，但我國(guó)非水溶性鉀礦資源豐富，且種類繁多，如鉀長(zhǎng)石、明礬石、伊利石、富鉀頁(yè)巖等，而且儲(chǔ)量巨大，保守估計(jì)其資源總量超過(guò)200億噸。如果此類非水溶性鉀礦資源得以規(guī)模化高值利用，是解決我國(guó)鉀肥短缺的有效途徑。

利用鉀長(zhǎng)石制取鉀鹽的研究始于本世紀(jì)初，NeumanB.z對(duì)鉀長(zhǎng)石熱分解做了初步研究，此后，許多學(xué)者相繼做了大量工作。二十世紀(jì)七十年代以前，著重于工藝條件的優(yōu)化和熱分解法中助劑的選擇，如：TomulaS.、SandaIupan、DasguptaA.和DysonPeter等人先后研究了以CaO(或CaCO₃)與CaCl₂(或MgCl₂)為助劑熱分解鉀長(zhǎng)石的工藝條件：Nagis.、E.Saxena、D.Datar和VenkateshamY.利用CaO或CaCO₃高溫分解鉀長(zhǎng)石；1956年，E.Saxena和M.Y.Bakr等人利用石膏與CaO(或CaCO₃)作為助劑，熱分解鉀長(zhǎng)石生成了K₂SO₄。但各種方法不是溫度過(guò)高、能耗大，就是工藝路線煩雜，設(shè)備要求也過(guò)高，因而沒(méi)有工業(yè)生產(chǎn)的價(jià)值，所以技術(shù)難以推廣。二十世紀(jì)七十年代以后，國(guó)外關(guān)于鉀長(zhǎng)石制取鉀鹽的研究報(bào)道較少。我國(guó)從二十世紀(jì)五十年代起就開始了鉀長(zhǎng)石提鉀研究，在化肥、陶瓷、白碳黑和分子篩等方面取得了不少成果。國(guó)內(nèi)外對(duì)利用鉀長(zhǎng)石制鉀肥先后進(jìn)行了多種工藝研究，綜合起來(lái)可分為：高爐冶煉法、壓熱法、敞開浸取和封閉恒溫法、熱分解水浸法、酸分解法、燒結(jié)法、低溫分解法等。

(1)高爐冶煉法

鉀長(zhǎng)石、石灰石、自云石、螢石和焦碳等，經(jīng)破碎機(jī)破碎后，按比例配料入爐。爐膛溫度高達(dá)1500℃，揮發(fā)出來(lái)的K₂O和爐內(nèi)的CO₂作用，生成K₂CO₃。在水蒸氣及大量CO₂存在的情況下，生成的K₂CO₃部分轉(zhuǎn)化為KHCO₃。高爐排出的熔渣，經(jīng)水淬后加工成白水泥。此法在山西聞喜縣鉀肥廠取得成功，是我國(guó)綜合利用的首例。但到1987年，該廠被迫轉(zhuǎn)產(chǎn)鈣鎂磷肥，鉀長(zhǎng)石的利用中斷，主要原因如下：

1.堿度過(guò)高。過(guò)高的堿度(>1.1)對(duì)還原反應(yīng)是不必要的，反而會(huì)使?fàn)t料的熔點(diǎn)升高，粘度增大，不利于還原反應(yīng)的擴(kuò)散。

2.爐料波動(dòng)性大。在高爐運(yùn)行中，爐料波動(dòng)性大，引起爐內(nèi)結(jié)疤，爐況不順，必須在較高爐溫下才能維持，降低了生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.放渣過(guò)頻。聞喜縣鉀肥廠小高爐兩次放渣間隔僅為15～30分鐘，下降到爐膛內(nèi)的鉀長(zhǎng)石沒(méi)有得到充分還原即被放出，降低了還原率。

由于該法能耗過(guò)高(爐缸溫度高達(dá)1500℃左右)，鉀的還原率偏低(70％左右)，生產(chǎn)出的白水泥指標(biāo)不理想(白度不夠、強(qiáng)度難以提高)，因而經(jīng)濟(jì)效益上不去，被迫轉(zhuǎn)產(chǎn)鈣鎂磷肥。

(2)壓熱法

該法用CaCl₂、Ca(OH)₂、CaO+NaCl、CaO+CaCl₂等各種浸取劑在200～500℃、0.3～6.1Mpa下分解鉀長(zhǎng)石制備鉀鹽。1950年，JumeiYamasa用Ca(OH)₂壓熱法分解鉀長(zhǎng)石。1968年，Edward在110～230℃、2.0Mpa下，用KOH分解鉀長(zhǎng)石1～6h，制得可溶性鉀鹽。1994年，藍(lán)計(jì)香等人也研究了Ca(OH)₂等多種浸取劑在150～300℃、4.05MPa下分解鉀長(zhǎng)石，認(rèn)為Ca(OH)₂對(duì)正長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石有明顯的浸取率。該法由于壓力太高，生產(chǎn)投資大，因而至今技術(shù)難以工業(yè)化。

(3)熱分解水浸法