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碱法处理含钾岩石。碱法包括高温水化学法、石灰烧结

时间:2019-12-17 查看:178
内容摘要:针对不溶性含钾岩石(以下称含钾岩石)的研究开发技术,国内的研究归纳起来有以下几种方法 |以钾长石等为主的含钾岩石矿经选矿作为陶瓷、玻璃原料,这在国内已有成熟的工业实践P 般要求原矿石嵌布关系简单,钾长石矿物纯度好,易于选矿除杂。对于复杂嵌布关...
针对不溶性含钾岩石(以下称含钾岩石)的研究开发技术,国内的研究归纳起来有以下几种方法
|>以钾长石等为主的含钾岩石矿经选矿作为陶瓷、玻璃原料,这在国内已有成熟的工业实践P — 般要求原矿石嵌布关系简单,钾长石矿物纯度好,易于选矿除杂。对于复杂嵌布关系的矿,由于选矿 除杂效果差,一般不适用。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所曾对国内一些不溶性含钾岩石矿 进行过选矿试验研究,主要针对钾长石矿进行,目的在于降低矿石中的含铁杂质,以满足玻璃、陶瓷 生产原料的需要。
2)利用窑灰挥发法回收利用钾。此方法的实质在于用含钾岩石作为水泥原料,在高温下部分氧化 钾挥发出来富集在窑灰中,进而通过窑灰回收钾。由于受挥发率的限制,钾的回收率较低
3)食盐钠化焙烧法。此工艺的实质在于利用钠离子很好的渗透性和氯根的化学活动性,在高温下 破坏含钾岩石稳定的化学结构,从而将钾转化为可溶性的氯化钾该方法的缺陷在于回收率低,设备 腐蚀严重,环境污染大,目前难于产业化。
4)酸法处理含钾岩石。该工艺的实质在于通过加温酸解来破坏含钾岩石的结构由此法衍生的工 艺包括HC1法、^504法、硝酸法、硫酸铵焙烧法、水明矾法、碱式硫酸铝法等,发表的专利很多。 但由于终端产品结构简单、价值较低,加上酸再生困难,设备腐蚀严重,环境治理成本较高,W而难 于实现工业化。
5)细菌解钾法。该工艺采用细菌对硅矿物溶蚀,从而破坏钾长石的结构而得到可溶性钾。目前, 广泛应用的菌种主要是硅酸盐细菌。硅酸盐细菌对不同晶体结构的矿物具有明显不同的解钾效果,相 比之下,硅酸盐细菌对伊利石(钾陚存于层间域中)的解钾效果明a强于对柙长石(钾赋存于结构问 隙中)的解钾作用在有多种矿物共存的条件下,细菌会因矿物晶体结构的不同,在作用强弱或快慢 上表现出明显的差异,从而对不同类型的矿物产生不同程度的破坏作用。硅酸盐细菌对矿物的这种破 坏作用因矿物产地、矿物结晶程度、伴生矿物状况而有所区別该工艺随着生物技术的发展应是一个 较好的方法,但在目前限于细菌培育成本较高,产业化前景不大。页岩的综合利用研究有助于挖掘非 溶性钾盐资源的经济价值,缓解我国水溶性钾盐资源不足的局面,开辟我国钾盐/钾肥生产的新资源和 新技术,对保障和提高河南省乃至我国农业可用钾资源储量有重要的科学技术意义。
6〉碱法处理含钾岩石。碱法包括高温水化学法、石灰烧结法、碱石灰烧结法和衍生出来的其他碱 法流程。该工艺的实质在于或者在高温高碱的水体系中,或者在高温石灰等存在下,使铝变为可溶性 的铝酸钠、铝酸钾、铝酸钙,让硅转化为硅酸钙,从而回收铝钾,残渣则用做建筑原料或者生产硅肥。 该法的最大特点在于可以很好地实现综合利用,设备较简单,容易闭路循环,环境污染很小该法的
图1不溶性含钾岩石烧结法综合利用工艺流程
 
另一个特点在于采用碱法工艺,生产回收的钾以价值相对较高的碳酸钾和氢氧化钾的形式存在,铝则以 价值较高的化学品氧化铝,如水铝石、活性氧化铝、易溶氧化铝、超白超细氧化铝等形式存在,硅以硅肥或 建筑材料等用量很大的存在方式存在,这给含钾岩石的开发利用走向工业化奠定了很好的市场经济基 础。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所已对山西紫金山矿、山东钾长石矿进行过研究,钾的综合 收率达到7〇%以上,氧化铝综合收率达到65% ,残渣全部用作水泥原料。该项目已获得国土资源部科技 进步奖。在该法的基础上,2003年国内有关科研单位对包头富钾板岩进行的研究表明,碱法仍然是目前 最好的处理含钾岩石的工艺方法。图1、图2给出了这两种碱法工艺处理含钾岩石的典型工艺图。