我国钾长石的研究现状及建议

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钾长石的用途
长石最初主要用于陶瓷工业可用作陶
石灰石逐次分解
≤ ≤ ≤ ≤ 卡
器助熔剂和铝氧的来源∀ 后来在玻璃工业中 也得到应用除用作助熔剂外还可用来作玻 璃砂 玻璃研磨料该玻璃砂也用于电池箱 和橡胶的填料∀ 在陶瓷和瓷砖体中长石含量可达 ∗
当炉料下降到炉温 ε 的位置左右的风 口附近时炉料全部变为流动性良好的熔融 体∀但由于温度不够高及氧化钙的不足氧化 钾还不能全部挥发 故炉渣内尚有小部分
≥ 等它们均匀地分布在最终成分以 ≥ # ≤ # ƒ 为主体
石一般是高钾长石∀ 由于钾长石中含钾! 铝! 硅各国都利用 它生产钾盐! 硅盐并用钾长石与磷矿! 萤石 混矿生产钾肥及白水泥等∀ 我国可溶性钾矿资源储量少而我国钾 肥和磷肥又一直处于供不应求的状态∀相反 我国不溶性钾资源丰富尤其是结构最稳定 的钾长石钾含量高且蕴藏量大∀ 因此钾长 石除作为以上一般用途外作为钾肥和钾盐 资源的利用是我国目前利用钾长石的主要方 向∀
的玻璃状共熔体内这种熔体由炉缸排渣口
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火法熔炼工艺研究
由于钾长石性质稳定常采用以往的火
排出经水淬成为水渣∀ 在炉缸高温区炉料中的 和 以及少量 和 的蒸汽与 ≤ 生成碳酸 盐同时在高炉的高温区内有部分碳在缺氧 和少量铁的存在下 与活泼的氮作用 生 成 ≤ ∀ 在 ε 以上时≤ 与碱金属的碳酸 盐 反 应 生 成 碱 金 属 氰 化 物∀ 当 温 度 低 于
# # ≥ # # ≥ # # ≥ ≤ # # ≥
主要长石矿物的组成
理论成分
≤ ≥ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ ∗
# ≤ # ≥ ≤ # # ≥
氯化钾产品纯度可达 左右钾总回 收率为 ∀ 生产 氯化钾消耗 食 尾渣∀ 尾渣可用来制砖∀ 盐产生 通过几年试验证明该技术可行工艺合 理经济上也合理可望通过对设备的进一步 改进尽快实现工业化∀
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钾长石的一般特性
在自然界长石是最常见且分布较广的
矿物 长石类是 ! ! ≤ 及 的铝 硅 酸 盐∀ 长石矿物种类很多但其中有经济价值 的只有四种即微斜长石! 正长石! 钠长石和 钙长石它们的组成见表 ∀
矿物之一∀ 长石是指一组矿物而不是某一种
表1
长石 正长石 微斜长石 钠长石 钙长石 化学式
第 期总第 期 年 月
湿法冶金
∏
λ 1 ≥∏ λ ∏
我国利用钾长石的研究现状及建议
乔 繁 盛
核工业北京化工冶金研究院
北京

本文根据所收集的资料 概述了我国在利用钾长石方面的工艺研究现状 并提出了开发利用 钾长石的几点建议 ∀ 关键词 钾长石 综合利用 工艺 研究 现状 建议
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硫酸分解制取复合肥料
江西省鹰潭磷肥厂黄来法12等报导
用硫酸分解钾长石! 磷矿石和萤石混矿以碳 酸氢铵中和游离酸一步法生产低浓度氮磷 钾复合肥料的工艺路线省去了钾长石分解 常用的高温高压工艺流程 同时由于产品 中游离酸被中和克服了普钙易吸潮结块碳 酸 氢铵易分解的缺点 成品呈中性 左右物理性能好疏松! 多孔! 不结块施用
而原来的窑灰含 ∀ 在制水泥生
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湿法工艺源自文库究
由于钾长石极其稳定采用湿法处理困
料中加入 钾长石不仅对水泥质量没有影 响还提高了水泥的早期强度∀
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难较大但在一定温度和压力条件下用酸! 碱或盐类试剂进行处理则可生产出低浓度 氮磷钾复合肥料! 硫酸钾铵二元复合肥料等 或者使钾转变成可溶性化合物然后通过浸 出! 结晶制得氯化钾! 硫酸钾等钾肥及其它产 品∀ 尾渣可综合利用制取水泥或制砖∀
成 ≤ ∀
氰化物与炉料中的 ƒ 和回收系统中 的 ƒ 在 水 份 的 作 用 下 生 成 1 ƒ ≤ 2∀ 因此由煤气中回收的钾灰里含有 氰化物 给钾灰加工制成钾盐带来一些困
难∀ 挥发出来的钾盐与含尘煤气一起进入回 收系统随着气温的降低凝聚成不规则的钾 盐细微晶体而被回收∀ 工 艺 流 程 矿 石 和 焦 炭 破 碎 到 ∗ 按比例由大小料钟投入炉内生成的
# #
中与它伴生的有石英! 黑云母和白云母少 量的电气石! 绿柱石! 石榴石! 锂辉石等同时 还有少量的金属矿物如黄铁矿! 磁铁矿以及 很少量的铌铁矿! 钽铁矿等∀矿体中毫无杂质 的长石不多然而长石可采用各种选矿方法 进行富集和利用∀ 我国钾长石储量丰富主要分布在云南! 贵州! 四川! 湖南! 湖北! 河南! 安徽! 江西和山 东等省∀
钾长石 ∗ 钾长石含 ∗
∀
钙镁磷钾肥生产流程见图 ∀
图
钙镁磷钾肥生产流程图
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益阳岳家桥第一水泥厂
收尘器和布袋式收尘器收得的窑灰氧化钾 含量 以上可直接做钾肥使用∀ 钾肥为 水泥熟料产量的 ∀
该厂在制水泥生料中加入 含 ∗ 的钾长石制水泥而从除尘室的排烟 口 回收窑灰钾肥∀ 该窑灰含 ∗
# #


军工需要建成钾长石矿主要用于生产电气 陶瓷等绝缘材料如高压瓷瓶! 玻璃及电焊条 等∀ 由于军工需求量很少 年改建成磷 肥厂 年投产年产 ∗ 万 磷钾肥∀ 生产 钙镁磷钾肥的原料配比为
磷矿石 焦灰 白云石 煤
∀ 年 代 长 沙 化 学 矿 山 设 计 研 究
进行了年产 氯化钾的扩大试验∀其工艺 是将食盐与钾长石按重量 Β 配料磨细成 球 在 水 淋 壁 竖 窑 中 以 油 为 燃 料 焙 烧 到
ε 使食盐熔融与钾长石发生液固反应
食盐中的钠将钾长石中的钾置换出来生成 钠长石和氯化钾经过水浸可分离得到氯化 钾产品∀
ε 时 氰化物部分地被 ≤ 氧化 又生
法熔炼来处理钾长石∀ 年化工部曾组 织专门调查组对我国一些利用钾长石的工厂 进行了调查有关情况综述如下
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山西闻喜县钾肥厂 该厂自 年建厂后一直进行探索试
验直到 年利用高炉冶炼钾长石生产碳 酸钾联产白水泥获得成功这是我国综合利 用钾长石的首例∀ 但到 年由于各种原 因该厂被迫转产钙镁磷肥钾长石的利用中 断∀ 工艺原理 首先将原料钾长石! 石灰石! 白云石! 萤石及焦炭破碎至 ∗ 然后 按生产碱度 左右配料入炉生料中 总量为 左右∀ 炉料经大小料钟入炉后 逐次下行 待下降到炉温 ε 左右位置时
# #
常州水泥厂 四川水泥研究所在常州水泥厂进行了水
泥回转窑煅烧钾中间工厂试验∀ 将钾长石与 石灰石一起用煤粉作燃料进行煅烧窑尾排 出的含钾烟气进废热锅炉冷却经两级旋风
方便∀ 该工艺流程是将磷矿! 钾长石! 萤石破碎 至 按磷矿石 Β 钾长石 Β 萤石 Β Β ∗ 重量混矿再细磨成 以上 小于 目与硫酸在混合器内搅拌反应∀其 矿酸比为 Β ∗ 酸浓度 ∗ 酸温 ε ∀ 由混合器泄出的料浆进入化成室 化成并堆置熟化 ∗ 烘干至游离水份 粉碎至 再用碳酸氢铵混合中 和Β 一步法生产低浓度 2° 2 复合 肥料∀其磷矿分解率 钾长石分解率 产 品 规 格 为 22 2° 2
∀ 在搪瓷和瓷釉中长石含量可达 ∗ ∀ 做电瓷和牙瓷时需要特别高级的长
炉料下降至炉温 ∗ ε 位置时开始 软化这时石灰石和白云石经分解后产生的 碱性氧化物 ≤ ! 与钾长石中的酸性 氧化物 ≥ 及 之间的放热反应进行 得相当剧烈 游离 ≤ 减少钾长石结构被 破坏 开始挥发炉料熔融并渐次生成
比重
硬度
富含钾的长石又称钾长石1 ≥ 2∀ 属钾长石的矿物有 正长石 单斜晶系! 透长 石单斜晶系和微斜长石三斜晶系∀ 长石类矿物的物理性质非常相似一般 硬度为 ∗ 比重为 ∗ 熔 点 ∗ ε 颜色有白! 灰! 褐! 赭! 淡红! 黄! 绿黄色等透明性脆∀长石类矿物一般化 学性质稳定除 ƒ 外一般与酸无作用∀ 具有经济价值的长石多产于伟晶岩岩脉
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云南省沾益磷肥厂 该厂将钾长石! 磷矿石! 焦炭! 硅石! 白云
石和铝矾土加入高炉中 鼓入 ε 左右的 富氧空气通过焦炭燃烧提供热量使磷矿石 被焦炭还原为磷蒸汽 钾长石分解为 两者在剩余氧气的作用下生成 ° ∀ 炉渣 经水淬冷却烘干! 磨细即得白水泥∀ 硅铁每 隔 ∗ 开铁口放一次用来制作耐腐蚀的 化工设备∀
炉燃烧后的废气经烟道放空∀ 部分净煤气进 入烘干器用以烘干水渣∀ 在炉缸内形成的渣 体由出渣口排出经水淬得水渣再经处理得 到白水泥∀ 整个工艺流程可见图 ∀
图
高炉冶炼钾长石回收钾盐联产白水泥的工艺流程
主要产品高炉冶炼钾长石联产白水泥 生产的主要产品有
钾肥滤饼钾肥含 ∗ 碳酸钾含 ∗ 白水泥白度为三级∀
≤ # ≥ ! ≤ # # ! # ≤ ≥ 等物质∀ 挥发出来的 与炉内的 ≤ 作 用 生 成 ≤ 在 有 水 蒸 汽 及 大 量 ≤ 存在下 生成的 ≤ 部分 地 转 化 成 ≤ 其反应式为 ≤ ≤ ≤
# #
≤ 及 ≤ 等钾盐随着炉中粉尘和煤
ε 左右经风管! 风嘴送入高炉在热风
气一起经煤气上升管! 导气管顺次进入重力 除尘器! 旋风除尘器! 布袋除尘器等以回收钾 盐灰∀经除尘后的煤气为净煤气送入球形热 风炉燃烧使球形成热载体灼烧升温∀然后利 用此蓄热把从鼓风机送来的冷风预热到
大大降低∀ 整个生产中 生产没有废料 固 体炉渣全部利用制作白水泥废水可以闭路 循环使用 高炉煤气可用于高炉冶炼和水渣 烘干∀钾灰回收制取钾盐减少了环境污染∀
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旺苍县地方国营磷肥厂利用部分钾长 石生产钙镁磷钾肥 旺苍县地方钾长石储量丰富∀ 年因
工艺特点经 和 高炉多次试验 证明高炉冶炼钾长石经重力! 旋风! 布袋除 尘器回收钾盐灰的工艺路线是合理的具有 流程简单! 工艺可行! 能连续运转以及钾长石 可生成碳酸钾! 水渣制白水泥等特点∀该方法 把化工! 冶金! 建材三个行业的技术紧密结 合使资源利用充分经济效益高生产成本