[发明专利]一种快速提取含铝硅酸盐矿物中有用元素的方法

说明书

本发明公开了一种快速提取含铝硅酸盐矿物中有用元素的方法。方法将含铝硅酸盐矿物与有机酸钾盐按照一定的质量比例混合，研磨，加入一定量的水后继续研磨一定时间至混合物为糊状，然后再保温一段时间后高温焙烧，将焙烧得到的产品研磨后酸溶得滤液。本发明选取有机酸钾盐与矿物混合充分研磨且保温足够长的时间，煅烧温度与煅烧时间的选择应保证反应充分进行，含铝硅酸盐矿物的煅烧产物主要包括反应生成的钾霞石(KAlSiO₄)，钾霞石溶于酸，煅烧产物酸浸后，溶解速率快，溶解率可达94％以上，不溶物主要包括原矿中所含的石英(SiO₂)及其他杂质，本发明实施过程中未产生有毒物质。

技术领域

本发明涉及矿物提取技术领域，尤其涉及一种快速提取含铝硅酸盐矿物中有用元素的方法。

背景技术

硅酸盐矿物种类繁多，广泛分布于各种类型的岩石中。其晶体结构主要表现为硅氧以共角顶的方式连接成双四面体、环、链、层和架等各种骨干。这些骨干同各种阳离子结合，从而构成各种结构基型的硅酸盐。硅酸盐矿物不仅富含大量硅元素，还富含多种金属元素如铝元素、镁元素及其他微量元素。通过提取这些元素可以合成许多工业产品，例如各种类型的分子筛。然而，将硅酸盐矿物直接酸浸或者碱溶，以及高温活化后酸浸或碱溶提取硅和铝元素的效率非常低，而且消耗大量酸或碱，即使将高岭石高温活化(加热到700℃以上)，有用元素浸出速率依然很低。一般在2～3 个小时内高岭石的溶解率不超过70％(孔德顺,连明磊,范佳鑫,李琳.煤系高岭土酸浸脱铝水热合成NaX分子筛.非金属矿,2013,36(05):14-16.)。传统的改进方法是在硫酸或盐酸中加入其他物质来提高浸出率。但加入其他物质还要考虑在溶解过程中是否有其他有害物质生成，在大规模工业推广中还要考虑到成本问题。综上所述，传统的酸浸硅酸盐矿物提取有用元素的方法存在着浸出率低，溶解速率低，易产生有害物质的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种无毒高效快速提取含铝硅酸盐矿物中有用元素的方法。

本发明的一种快速提取含铝硅酸盐矿物中有用元素的方法，将含铝硅酸盐矿物与有机酸钾盐按照一定的质量比例混合，研磨，加入一定量的水后继续研磨一定时间至混合物为糊状，然后在保温一段时间后高温焙烧，将焙烧得到的产品研磨后酸溶得滤液。

进一步的，具体步骤如下：

S1取适量硅酸盐原矿粉碎研磨后置于烘箱内干燥，得到干燥好的样品；

S2取适量的干燥好的硅酸盐原矿与有机酸钾盐混合研磨均匀，加入适量去离子水，继续研磨至混合物呈浆糊状；

S3将上述混合物密封，在一定温度下保温一段时间；

S4取适量保温后的样品进行焙烧；

S5取适量焙烧后的样品研磨，在室温下置于合适浓度酸液中溶解，过滤得到滤液。

进一步的，步骤S1中，所述硅酸盐原矿包括但不限于累托石、埃洛石、高岭石、蒙脱石、蛭石、锂云母。

进一步的，步骤S1中，硅酸盐原矿应粉碎研磨至粒度为200～300目，干燥温度为50～105℃。

进一步的，步骤S2中，所述有机酸钾盐包括但不限于甲酸钾、乙酸钾、柠檬酸钾、草酸钾或苹果酸钾中的一种或多种。

进一步的，步骤S2中，所述含铝硅酸盐矿物和有机酸钾盐按质量比为1： 1～10。

进一步的，步骤S2中，所述去离子水添加量为含铝硅酸盐矿物和有机酸钾盐质量总和的3～10％。

进一步的，步骤S3中，保温温度为30～100℃。

进一步的，步骤S4中，焙烧温度为500～800℃，升温速率为5-20℃/min，恒温时间2～8h。