[发明专利]一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法

说明书

一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法，该方法包括以下步骤：(1)将钾长石矿破碎、磨细后与氢氧化钠混合焙烧；(2)焙烧熟料浸出、过滤得到硅酸钠溶液和钾霞石；(3)硅酸钠溶液采用除杂、深度净化、碳酸化分解，得到高纯二氧化硅；(4)再通过高温晶化得到高纯石英砂；(5)钾霞石经硫酸酸化、水浸、沉铝，得到氢氧化铝粉体；(6)氢氧化铝煅烧制备氧化铝；(7)结晶沉铝后的溶液，得到硫酸钾铵复合肥。本发明方法工艺流程简单，设备要求不高，生产成本较低，实现了钾长石矿中硅、铝、钾高附加值的综合利用，整个工艺过程不会对环境造成二次污染，符合绿色化工业生产的要求。

技术领域

本发明属于矿产资源高效利用领域，具体涉及一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法。从钾长石矿中提取硅、铝、钾，制备高纯石英砂、氧化铝、硫酸钾铵产品，实现钾长石矿资源综合开发利用。

背景技术

随着我国农业生产条件的不断改善，氮、磷肥施用量的日益增加，农作物产量在不断提高，土壤中的钾素迅速减少。据中国农业科学院对我国土地情况的调查，缺钾已成为许多地区农作物增产的主要制约因素。我国是可溶性钾严重缺乏的国家，仅占世界总储量的0.63％。但以钾长石为主的非可溶性钾资源却十分丰富，因此利用钾长石开展提钾工艺的研究是有必要的。

目前处理钾长石矿制取钾肥的工艺，综合起来可分为：高温挥发法、熔盐离子交换法、焙烧法、水热分解法、高压水化法和低温分解法等。

高温挥发法能耗高，回收以蒸气形式的钾较为困难，且经济效益低。熔盐离子交换法最大的缺点是滤渣排放量大，且没有工业利用价值。高压水化法工艺流程复杂，对设备要求高。水热分解法所需液体量较大，对后续制备含钾产品时蒸发能耗高。低温分解法产生大量氟化氢和氨气，造成设备腐蚀和环境污染。

因此，探索一条绿色化高附加值综合利用钾长石的工艺，并满足节约资源和环境友好具有重要的实际意义和应用价值。

发明内容

针对钾长石矿未能合理利用的现状，本发明提供一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法，包括如下步骤：

(1)研磨：将钾长石矿破碎、磨细至80μm以下，得到钾长石矿粉体；

(2)混料：按物质的量比，钾长石矿粉体:氢氧化钠＝1:(0.8～1.5)，将钾长石矿粉体与氢氧化钠均匀混合，得到混合物料；

(3)焙烧：将混合物料在400～600℃焙烧，保温0.5～3h，得到焙烧熟料；

(4)浸出：将焙烧熟料加入2～5倍质量的水或氢氧化钠溶液浸出，在50～95℃下搅拌10～80min；

(5)过滤：将步骤(4)得到的浸出物料过滤分离，滤液为含硅酸钠的溶液，滤渣为钾霞石，钾霞石进行洗涤、干燥；

(6)除杂：将步骤(5)过滤得到的硅酸钠溶液中加入除杂剂，并采用水热处理对溶液中微量的铝、铁、钛、镁、锰、锌进行除杂，控制水热温度120～140℃，反应时间10～16h；

(7)深度净化：向步骤(6)除杂后的溶液中加入EDTA掩蔽剂，除去溶液中多余的钙、铵阳离子；

(8)碳酸化分解：将步骤(7)得到的深度净化的硅酸钠溶液进行碳酸化分解，溶液中加入表面活性剂溶液，温度保持30～80℃，通入CO₂气体保持流速2～10mL/min，当溶液pH值达到8.5～9.0，搅拌反应30min，过滤得到水合二氧化硅，洗涤干燥后得到高纯二氧化硅产品，并通过高温晶化得到高纯石英砂；