1.本發(fā)明涉及固廢綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝。

背景技術(shù)：

2.全世界水溶性鉀鹽主要產(chǎn)于加拿大、俄羅斯、白俄羅斯和德國(guó)等國(guó)。我國(guó)水溶性鉀鹽資源很少，僅占世界儲(chǔ)量的2.2％，對(duì)外依存度較高。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、霞石、綠豆巖等，預(yù)計(jì)其資源總量超過200億t。鉀長(zhǎng)石是其中最重要的一種，是許多含鉀硅鋁鹽巖石的主要組分。如果此類非水溶性鉀礦資源得以高效利用，可有效解決我國(guó)水溶性鉀鹽資源的不足。

3.內(nèi)蒙古含有豐富的鉀礦資源，白云鄂博礦主、東礦上盤開采境界內(nèi)已探明的富鉀板巖儲(chǔ)量為3.4億噸，其中富鉀板巖礦石1.56億噸，屬于特大型鉀礦資源。富鉀板巖的主要成分為鉀長(zhǎng)石，是一種非水溶性的鉀、鋁、硅資源，k2o平均品位為10.58％。為了彌補(bǔ)我國(guó)水溶性鉀鹽的不足，開發(fā)白云鄂博非水溶性鉀礦資源具有重要的意義。

4.相關(guān)文獻(xiàn)

5.添加nacl-caco3混合助劑焙燒難溶性鉀礦取碳酸鉀的實(shí)驗(yàn)研究，其是綜合利用難溶性鉀礦提取碳酸鉀，采用石鹽和石灰石作為焙燒難溶性鉀礦的混合助劑，鈉鉀摩爾比為4，石灰石加入量為12.5wt％的配料在900℃焙燒90min的條件下，混合助劑實(shí)現(xiàn)了鉀提取率84.6％。石鹽和石灰石組成的混合助劑與難溶性鉀礦的質(zhì)量比為0.73，與其它體系相比，助劑用量大大降低。存在問題：石灰加入量較大，產(chǎn)量較低，焙燒時(shí)間較長(zhǎng)，焙燒溫度較高，浸出率較低。

6.低品位鉀鹽助劑焙燒與水浸及結(jié)晶制備鉀鹽，其是采用助劑焙燒-水洗浸出-鉀鹽結(jié)晶分離工藝從低品位鉀長(zhǎng)石中提取鉀鹽，在鉀長(zhǎng)石:氯化鈣:碳酸鈉＝1:0.5:0.1(ω)、800℃焙燒4h及液固比1ml/g、80℃水洗2h的條件下，鉀提取率可達(dá)91.88％.使用cacl

2-na2co3復(fù)合助劑能降低礦石分解溫度，水洗浸出階段主要受內(nèi)擴(kuò)散控制。存在問題：cacl

2-na2co3復(fù)合助劑，價(jià)格較高，焙燒時(shí)間較長(zhǎng)，總成本較高。

7.鉀長(zhǎng)石綜合利用新工藝，其是在鉀長(zhǎng)石中配入碳酸鉀或碳酸鈉進(jìn)行一段燒結(jié),燒結(jié)熟料于氫氧化鉀和碳酸鉀混合液中浸出后過濾,所得濾渣為二段燒結(jié)的原料,所得濾液碳分后過濾,濾渣回收部分二氧化硅生產(chǎn)白碳黑,濾液部分生產(chǎn)鉀鹽，部分返回一段浸出工序。二段燒結(jié)是在一段燒結(jié)熟料浸出渣中配入石灰石及碳酸鉀進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)熟料于氫氧化鉀和碳酸鉀混合液中浸出后過濾，濾渣作為水泥生產(chǎn)原料,濾液加入氧化鈣進(jìn)行加壓脫硅處理,脫硅后溶液碳分后過濾,濾渣回收氫氧化鋁,生產(chǎn)多品種氧化鋁。一段燒結(jié)和二段燒結(jié)過程中，碳分后過濾所得濾液經(jīng)脫硅、濃縮等工藝可回收碳酸鉀。本工藝可實(shí)現(xiàn)鉀長(zhǎng)石有價(jià)資源的最大化利用,碳酸鉀可循環(huán)利用,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。存在問題：焙燒助劑采用碳酸鈉和碳酸價(jià)格較高，總成本較高，未實(shí)現(xiàn)無(wú)廢排放。

8.鈣基四元焙燒處理鉀長(zhǎng)石提鉀的方法，其提供的鈣基四元焙燒處理鉀長(zhǎng)石提鉀的

方法,包括以下步驟:1)混合物料的焙燒:采用50～100目的鉀長(zhǎng)石顆粒,以1:1～1:3比例添加石灰石，再以1:2～1:4比例添加硫酸鈣,硫酸鈉作為添加劑,添加量為3％～7％。將混合物料混合均勻研磨至100～200目，在800～1200℃下焙燒,控制反應(yīng)時(shí)間1～3h,得到燒渣。2)硫酸鉀溶液的結(jié)晶:在40～100℃下用純水溶解并攪拌所述燒渣1～3h,過濾,得到溶鉀濾液。依次對(duì)所述濾液進(jìn)行結(jié)晶、過濾、干燥處理得到硫酸鉀。本方法工藝簡(jiǎn)單.能耗低、適合大規(guī)模生產(chǎn)。存在問題：焙燒溫度較高，對(duì)設(shè)備要求較高。添加劑量較大，影響產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

9.本發(fā)明的目的是提供一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，以克服富鉀板巖利用成本較高，副產(chǎn)物產(chǎn)值較低，開發(fā)利用技術(shù)存在各種缺陷的問題。

10.為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

11.一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，包括選礦、焙燒、浸出、結(jié)晶、浸出渣酸浸、制備氧化鋁、w型分子篩；具體包括如下步驟：(1)鉀長(zhǎng)石經(jīng)一段顎式破碎機(jī)粗破破碎至-50mm，混勻后再經(jīng)二段顎式破碎機(jī)破碎，破碎至-10mm后，混勻后再經(jīng)輥式破碎機(jī)細(xì)破至-3mm，然后將破碎產(chǎn)品進(jìn)行多次混勻、縮分，試樣經(jīng)過磨礦至-200目為81％，制得試驗(yàn)用樣；

12.(2)步驟(1)所得鉀長(zhǎng)石試驗(yàn)用樣經(jīng)磁選—反浮選工藝，得鉀長(zhǎng)石精礦，鉀長(zhǎng)石精礦中k2o為品位大于12.02％，收率大于86.86％；硫品位小于0.2％；

13.(3)步驟(2)所得鉀長(zhǎng)石精礦與氫氧化鈉混合物作為助劑按照1:0.5-1.5混合均勻，在350-500℃下焙燒(20-90)min，在60-95℃下浸出1-4.5h，過濾，鉀的浸出率可達(dá)到90％以上；

14.(4)步驟(3)所得濾液中有少量的硅和鋁，經(jīng)過通二氧化碳調(diào)節(jié)ph，ph控制在8-10，除去濾液中的99.9％以上的鋁和硅，過濾，濾液k2o/na2o＝(1：7)-(1：10)；

15.(5)步驟(3)所得浸出渣經(jīng)10-25％鹽酸或硫酸按照液固比1:2-10,在70-150℃保溫40-240min，過濾；

16.(6)步驟(5)所得酸化濾渣可以制備w型分子篩；

17.(7)步驟(5)所得浸出液用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)ph至14，過濾，除去fe

2+

、fe

3+

、mg

2+

、ca

2+

、ba

2+

等金屬陽(yáng)離子，濾液中添加10-25％鹽酸(或硫酸)溶液調(diào)節(jié)ph至8.35-11，過濾，烘干，獲得氧化鋁含量98.5％；

18.(8)步驟(4)中通二氧化碳后濾液蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)碳酸鈉和碳酸鉀，獲得碳酸鈉產(chǎn)品含量大于98.5％，通過離子交換法獲得碳酸鉀產(chǎn)品含量大于98.5％。

19.(7)步驟(4)所得通二氧化碳濾渣制備w型分子篩。

20.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

21.本工藝采用選礦方法降低了焙燒樣量，提高了氧化鉀的含量，進(jìn)一步降低成本；本工藝采用選礦方法降低了給料中硫的含量，降低了焙燒的污染；本工藝采用選礦方法，獲得了硫精礦產(chǎn)品；本工藝采用低溫焙燒，溫度較低節(jié)約成本；本工藝采用的助劑來源廣泛且成本低；本工藝采用浸出渣研發(fā)生產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)品；本工藝產(chǎn)品為碳酸鈉和碳酸鉀；本工藝實(shí)現(xiàn)了資源的綜合利用；本工藝是無(wú)廢綠色高效利用非水溶性鉀資源的工藝。

附圖說明

22.下面結(jié)合附圖說明對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

23.圖1為本發(fā)明從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

24.在以下的實(shí)施例中，使用的原料為國(guó)內(nèi)內(nèi)蒙古白云鄂博的鉀長(zhǎng)石，其主要成分有：氧化鉀10.26％，氧化鈉1.46％，氧化鋁13.11％，硫2.34％，氧化硅55.57％，tfe含量4.32％。

25.如圖1所示，一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，鉀長(zhǎng)石礦石進(jìn)過三段破碎至3mm，磨礦至-200目含量81％，磁選-反浮選獲得合格的鉀長(zhǎng)石精礦。在磁場(chǎng)強(qiáng)度為145ka/m時(shí)磁選，可獲得磁選尾礦中k2o含量為10.79％，tfe品位為4.2％，硫的品位為1.21％，氧化鉀的回收率可達(dá)到93.72％。磁選尾礦與中礦混合作為浮選給礦，經(jīng)過反浮選，捕收劑異丁基黃藥和混合胺的混合物用量0.45kg/t、調(diào)整劑草酸與硫酸銅的混合物用量1.3kg/t，可獲得氧化鉀品位大于12.02％，收率大于86.86％，硫的品位為0.2％，鐵的品位為4.1％。浮選尾礦與中礦混合作為焙燒給料。

26.示例一

27.選礦獲得的鉀長(zhǎng)石精礦與焙燒助劑氫氧化鈉混合，按照1：0.8混合，在500℃下焙燒1h，在85℃下浸出3.5小時(shí)，氧化鉀的浸出率可達(dá)到90％；

28.焙燒浸出濾液中有少量的硅和鋁，經(jīng)過通二氧化碳調(diào)節(jié)ph，ph控制在8.5，過濾，濾液k2o/na2o(1：7)～(1：10)；

29.焙燒浸出渣經(jīng)10％鹽酸(或硫酸)按照液固比1:10,在85℃保溫120min，過濾。酸化濾渣，可以制備w型分子篩；

30.酸化浸出液，用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)ph至14，過濾，濾液中添加10％鹽酸(或硫酸)調(diào)節(jié)溶液ph至8.35，過濾，烘干，獲得氧化鋁含量98.5％；

31.焙燒浸出濾液通二氧化碳后濾液蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)碳酸鈉和碳酸鉀，獲得碳酸鈉產(chǎn)品含量大于98.5％，碳酸鉀產(chǎn)品含量大于98.5％；

32.焙燒浸出濾液通二氧化碳后濾渣，制備w型分子篩。

33.示例二

34.選礦獲得的鉀長(zhǎng)石精礦與焙燒助劑氫氧化鈉混合，按照1：1.5混合，在500℃下焙燒1h，在85℃下浸出3.5小時(shí)，氧化鉀的浸出率可達(dá)到95％以上；

35.焙燒浸出濾液中有少量的硅和鋁，經(jīng)過通二氧化碳調(diào)節(jié)ph，ph控制在10.5，過濾，濾液k2o/na2o(1：7)～(1：10)；

36.焙燒浸出渣經(jīng)10％鹽酸(或硫酸)按照液固比1:10,在85℃保溫120min，過濾。酸化濾渣，可以制備w型分子篩；

37.酸化浸出液，用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)ph至14，過濾，濾液中添加10％鹽酸(或硫酸)調(diào)節(jié)溶液ph至10.5，過濾，烘干，獲得氧化鋁含量98.5％；

38.焙燒浸出濾液通二氧化碳后濾液蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)碳酸鈉和碳酸鉀，獲得碳酸鈉產(chǎn)品含量大于98.5％，碳酸鉀產(chǎn)品含量大于98.5％；

39.焙燒浸出濾液通二氧化碳后濾渣，制備w型分子篩。

40.以上所述的實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)鉀長(zhǎng)石破碎至-3mm，然后將破碎產(chǎn)品進(jìn)行多次混勻、縮分，經(jīng)過磨礦至-200目為81％，制得試驗(yàn)用樣；(2)將步驟(1)所得鉀長(zhǎng)石試驗(yàn)用樣經(jīng)磁選—反浮選工藝，得鉀長(zhǎng)石精礦；(3)步驟(2)所得鉀長(zhǎng)石精礦與氫氧化鈉混合物作為助劑按照1:0.5-1.5混合均勻，在350-500℃下焙燒20-90min，在60-95℃下浸出1-4.5h，過濾，鉀的浸出率可達(dá)到90％以上；(4)步驟(3)所得濾液中有少量的硅和鋁，經(jīng)過通二氧化碳調(diào)節(jié)ph，ph控制在8-10，除去濾液中的99.9％以上的鋁和硅，過濾，濾液k2o/na2o＝(1：7)-(1：10)；(5)步驟(3)所得浸出渣經(jīng)10％-25％鹽酸或硫酸按照液固比1:2-10,在70-150℃保溫40-240min，過濾；(6)步驟(5)所得酸化濾渣可以制備w型分子篩。(7)步驟(5)所得浸出液用氫氧化鈉進(jìn)行調(diào)節(jié)ph至14，過濾，除去金屬陽(yáng)離子，濾液中添加10-25％鹽酸或硫酸溶液調(diào)節(jié)ph至8.35-11，過濾，烘干，獲得氧化鋁含量98.5％；(8)上述步驟(4)中通二氧化碳后濾液蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)碳酸鈉和碳酸鉀，獲得碳酸鈉產(chǎn)品含量大于98.5％，通過離子交換法獲得碳酸鉀產(chǎn)品含量大于98.5％；(9)上述步驟(4)所得通二氧化碳濾渣，制備w型分子篩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，其特征在于，步驟(1)中，鉀長(zhǎng)石經(jīng)一段顎式破碎機(jī)粗破破碎至-50mm，混勻后再經(jīng)二段顎式破碎機(jī)破碎，破碎至-10mm后，混勻后再經(jīng)輥式破碎機(jī)細(xì)破至-3mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，其特征在于，所述步驟(2)中，鉀長(zhǎng)石精礦中k2o為品位大于12.02％，收率大于86.86％；硫品位小于0.2％。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，所述工藝包括選礦、焙燒、浸出、結(jié)晶、浸出渣酸浸、制備氧化鋁、W型分子篩。本發(fā)明的目的是提供一種從富鉀板巖提取碳酸鉀和氧化鋁的工藝，以克服富鉀板巖利用成本較高，副產(chǎn)物產(chǎn)值較低，開發(fā)利用技術(shù)存在各種缺陷的問題。陷的問題。陷的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李滿年 劉鳳國(guó) 江峰 侯瑋 彭艷榮 呂曉艷 白娟

受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古博研智成金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程研究有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.03

技術(shù)公布日：2022/4/12