專利名稱：一種處理含鉀巖石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非金屬礦綜合利用領(lǐng)域，尤其涉及一種處理含鉀巖石的方法。
背景技術(shù)：
含鉀巖石是地殼中最常見的造巖礦物，包括長石、云母、霞石等礦物和頁巖等巖 石，他們都具有穩(wěn)定的Si-O四面體的結(jié)構(gòu)，一般具有水不溶性，在熱分解中也表現(xiàn)出較高 的熔點和熱穩(wěn)定性，一般溫度達到1300°c -1500°c才開始融化，達到1600°C -1800°C才改變 礦石結(jié)構(gòu)分解出含鉀巖石包含的元素。作為含鉀巖石的打開方法，達到提取其中的有用元素的目的，一般都考慮選用合 適的溶劑與之共熱以降低含鉀巖石礦物的分解溫度，如在碳酸鈉和氫氧化鈉的堿性環(huán)境中 共熱，分別在900°c -1100°c和500°C -600°C既可分解出其中的堿金屬元素和堿土金屬元
O化學(xué)法打開含鉀巖石礦物的方法較多，主要為高溫法，比如利用含鉀巖石加 入打開助劑生產(chǎn)硅鉀鈣鎂復(fù)合肥的過程都必須在高溫環(huán)境下煅燒完成，此類方法需要 800oC -1200°C的高溫，并且助劑價格較高，同時產(chǎn)生的副產(chǎn)物難于綜合利用生產(chǎn)高附加值
女口
廣 PFt O可見在含鉀巖石礦物的熱分解中，加入助熔劑可明顯降低分解溫度，因此人們一 直在考慮選用合適的溶劑共燒結(jié)降低分解溫度，使含鉀巖石礦物分解反應(yīng)能夠進行，以達 到實用的目的。含鉀巖石礦物的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)僅通過高溫下才能分解，這一點目前已達共識，已 經(jīng)成形的方法一直采用高溫燒結(jié)的辦法，如碳酸鹽煅燒分解法、石灰石與石膏高溫分解法、 熟石灰加壓浸取法、氯化鈉高溫浸取法、白云石與磷礦石焙燒生產(chǎn)復(fù)合肥，但此類方法在技 術(shù)上和經(jīng)濟上大多存在一些問題，如能量消耗大、收率低、產(chǎn)品含量低、工藝復(fù)雜等。低溫催化分解含鉀巖石礦物的方法是近年來提出的一種利用混合酸分解含鉀巖 石礦物的工藝，其中催化劑是通過水吸收來得到回收的，最大的問題是催化劑的用量大、需 要用蒸發(fā)法回收，消耗大量的能耗，同時吸收設(shè)備體積較大。公開號為CN1557781A的中國發(fā)明專利“鉀長石低溫分解方法”，公開了一種利用 混合酸分解鉀長石的方法，其采用氟硅酸加硫酸的混合酸來分解鉀長石，是在濃硫酸條件 下將氟硅酸蒸干，利用硫酸的高沸點將氟硅酸蒸干，全部轉(zhuǎn)化為四氟化硅進入吸收塔回收 得到氟硅酸和硅酸，一般蒸發(fā)時間在8個小時以上，需要大量的能耗，大約每處理一噸鉀長 石，理論上需要消耗0. 7噸含熱量為5000大卡的煤，而實際上需要消耗含熱量為5000大卡 的煤1. 0噸，增加生產(chǎn)成本，并且其處理工藝非常繁瑣，效益較低。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于更進一步的改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷提供一種處理含鉀巖石的方法，采用單溶劑 方式替代混合酸方式分解含鉀巖石，不需要反復(fù)加熱硫酸揮發(fā)除氟，降低其生產(chǎn)能耗。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明方案包括一種處理含鉀巖石的方法，其包括以下步驟A、將含鉀巖石通過粗碎、細碎，粉碎至一百目至二百目；B、按照比例將步驟A中所得含鉀巖石加入到氟硅酸中充分反應(yīng)，得到包括氟硅酸 鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，所述步驟B中所述的比例為一立方至八立方 10% -40%的氟硅酸比一噸含鉀巖石。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，所述步驟B中還包括上述混合懸濁液以懸濁 液的形式進入后繼處理單元；大約90%以上的含氟化合物仍留在混合懸濁液，不需要揮發(fā) 法除氟，保留懸濁液氟硅酸以及包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液進入后續(xù)化 學(xué)沉淀，而后酸化回收催化劑，這個過程大大節(jié)約了能耗，每處理一噸含鉀巖石礦物原料僅 消耗含熱量為5000大卡的燃煤0. 2噸，節(jié)約了 60-80%的能耗。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，所述步驟B中還包括均勻攪拌含鉀巖石與氟 硅酸，在一百一十攝氏度至一百七十攝氏度條件下，反應(yīng)一小時至三小時；與現(xiàn)有技術(shù)相 比，使處理時間縮短了 4倍至6倍，降低了其生產(chǎn)成本。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，所述步驟B中還包括將含鉀巖石與氟硅酸反 應(yīng)產(chǎn)生的氣體抽入吸收塔，然后通過鈉法轉(zhuǎn)型制備白炭黑。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，所述步驟B還包括先將氟硅酸加熱到八十攝 氏度至一百攝氏度，然后在攪拌狀態(tài)下，將所述步驟A中所得含鉀巖石緩慢加入上述氟硅 酸中；最優(yōu)選的是氟硅酸溫度保持在九十攝氏度時，其反應(yīng)效果最明顯，反應(yīng)最徹底，反應(yīng) 速度最快，并且將含鉀巖石緩慢加入到氟硅酸中，使其反應(yīng)更充分，更進一步縮短了反應(yīng)時 間與能耗。所述的處理含鉀巖石的方法，其中，上述含鉀巖石為鉀長石、含鉀頁巖石、云母或霞石。本發(fā)明提供了一種處理含鉀巖石的方法，單獨使用氟硅酸分解含鉀巖石，不加入 其他溶劑，在攪拌下按氟硅酸-礦粉的先后次序直接加入反應(yīng)釜中，在不斷攪拌下，并將反 應(yīng)釜加熱至110°c -170°C進行反應(yīng)，保持反應(yīng)時間為1小時-3小時，反應(yīng)完畢后大量的氟 硅酸和分解的硅化合物仍然在液相中，不需要揮發(fā)法除氟，保留液態(tài)氟硅酸進入后續(xù)化學(xué) 沉淀，而后酸化回收氟硅酸，這個過程大大節(jié)約了能耗，每處理一噸含鉀巖石礦物原料將僅 消耗含熱量為5000大卡的燃煤0. 1噸-0. 2噸，節(jié)約了 60% -80%的能耗，縮短了 4倍至6 倍的處理時間，是現(xiàn)有技術(shù)的極大進步。


圖1是本發(fā)明中處理含鉀巖石的流程示意簡圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種處理含鉀巖石的方法，為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu) 點更清楚、明確，以下將結(jié)合附圖與實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提供了一種處理含鉀巖石的方法，僅采用氟硅酸作分解含鉀巖石，包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液，并且混合懸濁液以懸濁液的方式進入后續(xù)處理單 元，大幅度降低了反應(yīng)能耗與反應(yīng)時間，節(jié)省了生產(chǎn)成本。處理含鉀巖石的方法主要包括以 下步驟步驟a 將含鉀巖石通過粗碎、細碎，粉碎至100目至200目；步驟b 按照比例將步驟a中所得含鉀巖石加入到氟硅酸中充分反應(yīng)，得到包括氟 硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液。保留懸濁液氟硅酸進入后續(xù)化學(xué)處理，而后酸化回收氟硅酸，與過去混酸法相比 較每處理一噸含鉀巖石礦物原料將僅消耗含熱量為5000大卡的燃煤0. 2噸，比混酸蒸干法 節(jié)約了 60-80%的能耗，縮短了 4倍至6倍的處理時間，同時因為取消了硫酸的加入，得到包 括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合物后續(xù)處理簡單快速，提高了處理效率。為了更進一步的提高本發(fā)明的性能，其具體包括以下步驟步驟1 將含鉀巖石通過粗碎、細碎等過程，粉碎至100目至200目；步驟2 將氟硅酸加熱到80°C至100°C，然后在攪拌狀態(tài)下，按照1立方至8立方 10% -40%的氟硅酸比一噸含鉀巖石的比例，將所述步驟1中所得含鉀巖石緩慢加入上述 氟硅酸中；步驟3 均勻攪拌步驟2中的含鉀巖石與氟硅酸，在110°C至170°C條件下，充分反 應(yīng)1個小時至2個小時，得到包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液，而將產(chǎn)生的氣 體抽入吸收塔內(nèi)，然后通過鈉法轉(zhuǎn)型制備白炭黑；步驟4 將步驟3中所得的混合懸濁液以懸濁液的形式進入后繼處理單元。通過上述描述可知，只采用氟硅酸作為分解溶劑，并先將氟硅酸加熱到80°C至 100°C后，再向氟硅酸中加入100目至200的含鉀巖石粉，并逐步將溫度提高到110°C至 170°c之間，不需要揮發(fā)法除氟，保留液態(tài)氟硅酸進入后續(xù)化學(xué)沉淀，而后酸化回收氟硅酸， 這個過程大大節(jié)約了能耗，每處理一噸含鉀巖石礦物原料將僅消耗含熱量為5000大卡的 燃煤0. 1噸-0. 2噸，節(jié)約了 80%的能耗，縮短了 4倍至6倍的處理時間。實施例1如圖1所示的，在反應(yīng)釜中，加入30%的氟硅酸1立方，用導(dǎo)熱油爐加熱氟硅酸到 90°C，在攪拌狀態(tài)下，慢慢加入經(jīng)過雷蒙磨粉碎至200目的鉀長石粉200公斤，用導(dǎo)熱油爐 加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達到130°C，保溫穩(wěn)定1個小時即可充分反應(yīng)完畢，產(chǎn)生的氣體四氟 化硅通過吸收塔吸收，并通過鈉法轉(zhuǎn)型制備白炭黑，而將得到的包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與 硅膠的混合懸濁液以懸濁液形式進入后繼處理單元。在該處理過程中先將氟硅酸加熱到 90°C，再將其加熱到130°C為最優(yōu)選方案，僅使用了大約20公斤含熱量為5000大卡的標準 煤，大幅度降低了能耗，并且為后繼充分利用鉀長石提供了很好的原料，例如可以將反應(yīng)后 的料漿送入壓濾機固液分離，液體部分存入儲備池備用提取氫氧化鋁用以制備鉀肥，比如 得到硫酸銨鉀復(fù)合肥、白炭黑或污水偏硅酸鈉，也可以處理得到硫酸鉀或硫酸銨鉀。實施例2在反應(yīng)釜中，加入40%的氟硅酸1立方，用導(dǎo)熱油爐加熱氟硅酸到80°C或100攝 氏度，在攪拌狀態(tài)下，慢慢加入經(jīng)過雷蒙磨粉碎至200目的鉀長石粉200公斤，用導(dǎo)熱油爐 加熱，使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達到120°C，保溫穩(wěn)定3個小時才能充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體四氟化硅 通過吸收塔吸收，并通過鈉法轉(zhuǎn)型制備白炭黑，而將得到的包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液以懸濁液形式進入后繼處理單元。在該處理過程中需要使用大約40公斤含 熱量為5000大卡的標準煤，與現(xiàn)有技術(shù)相比降低了能耗，并且為后繼充分利用鉀長石提供 了很好的原料，比如可以將反應(yīng)后的料漿送入壓濾機固液分離，液體部分存入儲備池備用 提取氫氧化鋁制鉀肥和繼續(xù)回收催化劑。實施例3將10克含鉀頁巖礦物經(jīng)過細碎，粉碎至120目，在反應(yīng)釜中加入60毫升30%的氟 硅酸，在油浴中開始加熱至90°C，將10克含鉀頁巖粉加入到反應(yīng)釜中，并用導(dǎo)熱油爐加熱， 使反應(yīng)釜內(nèi)溫度達到140°C，并保溫1. 5小時，即可充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體四氟化硅通過吸 收塔吸收，并通過鈉法轉(zhuǎn)型制備自炭黑，而將得到的包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合 懸濁液以懸濁液形式進入后繼處理單元。通過上述描述可知，將白云母、霞石等含鉀巖石經(jīng)過本發(fā)明流程的處理，僅使用氟 硅酸就可以將其完全打開，得到包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液，降低了能 耗，縮短了處理時間，為后繼綜合利用含鉀巖石提供了穩(wěn)定的原料，降低了綜合利用含鉀巖 石的成本。應(yīng)當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認為是對本 發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán) 利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換、簡單組合等多種變形，這些均落入本發(fā)明的 保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
一種處理含鉀巖石的方法，其包括以下步驟A、將含鉀巖石通過粗碎、細碎，粉碎至一百目至二百目；B、按照比例將步驟A中所得含鉀巖石加入到氟硅酸中充分反應(yīng)，得到包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合懸濁液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于所述步驟B中所述的比 例為一立方至八立方10% -40%的氟硅酸比一噸含鉀巖石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于所述步驟B中還包括上 述混合懸濁液以懸濁液的形式進入后繼處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于所述步驟B中還包括均 勻攪拌含鉀巖石與氟硅酸，在一百一十攝氏度至一百七十攝氏度條件下，反應(yīng)一小時至三 小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于所述步驟B中還包括將 含鉀巖石與氟硅酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體抽入吸收塔，然后通過鈉法轉(zhuǎn)型制備白炭黑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于所述步驟B還包括先將 氟硅酸加熱到八十攝氏度至一百攝氏度，然后在攪拌狀態(tài)下，將所述步驟A中所得含鉀巖 石緩慢加入上述氟硅酸中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理含鉀巖石的方法，其特征在于上述含鉀巖石為鉀長石、 含鉀頁巖石、白云母或霞石。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理含鉀巖石的方法，其主要包括將含鉀巖石通過粗碎、細碎，粉碎至一百目至二百目；按照比例將上述所得含鉀巖石加入到氟硅酸中充分反應(yīng)，得到包括氟硅酸鉀、氟硅酸鋁與硅膠的混合物料。本發(fā)明單獨使用氟硅酸分解含鉀巖石，在攪拌下按氟硅酸-礦粉的先后次序直接加入反應(yīng)釜中，并將反應(yīng)釜加熱至110℃-170℃進行充分反應(yīng)，保持反應(yīng)時間為1小時-3小時，保留懸濁液氟硅酸進入后續(xù)化學(xué)處理，而后酸化回收氟硅酸，與過去混酸法相比較每處理一噸含鉀巖石礦物原料將僅消耗含熱量為5000大卡的燃煤0.2噸，比混酸蒸干法節(jié)約了60-80％的能耗，縮短了4倍至6倍的處理時間。
文檔編號C01B33/14GK101948115SQ20101028011
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者薛彥輝 申請人:薛彥輝