钾长石工业应用介绍

钾长石工业应用介绍

钾长石是钾、钠、钙等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，也叫长石族矿物。钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）通常也称正长石，属单斜晶系，通常呈肉红色、呈白色或灰色。钾长石系列主要是正长石，微斜长石，透长石等。

一、基本信息

钾长石属单斜晶系，通常呈肉红黄白等色。密度2.54-2.57g/cm3，比重2.56～2.59，硬度6，其理论成分为SiO264.7%Al2O318.4%，K2O 16.9%。它具有熔点低（1150±20℃），熔融间隔时间长，熔融粘度高等特点，广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门及制钾肥用。

除正长石外，还有两个同质多象变种：透长石和微斜长石。前者亦属单斜晶系，也通称正长石；后者则属三斜晶系。

长石矿物除了作为玻璃工业原料外（约占总用量的50—60%），在陶瓷工业中的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔剂、陶瓷坯体配料、陶瓷釉料、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其它行业。主要用于玻璃、陶瓷，还可用于制取钾肥，质量较好的钾长石用于制造电视显像玻壳等。

钾长石：K2O Al2O36SiO2,其中K2O9.55%,Al2O316 %以上, SiO270% ，密度2.56g/cm 3,莫氏硬度为6（属于四等级别（软、中、硬、极硬）中的“硬”）,单斜晶系,颜色为白、红、乳白色，熔点1290. C 。

二、资源分布

钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾资源。钾长石矿源达60 个，其平均氧化钾含量约为11.63%，其储量约达79.14 亿t，按平均含量折算成氧化钾储量约为9.20 亿t。安徽、内蒙古、新疆、四川、山西等省的钾长石分布相对集中，储量丰富，成为当地的优势非金属矿产资源。

三、应用领域

1、钾长石制取钾肥的研究

钾是农作物生长的重要的元素,世界上蕴藏着很多含钾资源,但绝大部分是水难溶性的或不溶性的。我国钾资源丰富,可溶性钾资源十分贫乏。国外可溶性钾资源足以满足农业的需求,因此,利用水难溶性的钾资源制取钾肥的研究较少。我国从二十世纪60年代初起就开始利用钾长石制取钾肥的研究,先后进行了数十种

工艺研究,综合起来可分为:烧结法、高温熔融法、水热法、高炉冶炼法和低温分解法。

1.1一般工业要求

制钾肥用氧化钾（K2O ）>9%

氧化镁加氧化钙（MgO+CaO）<2%

氧化钠（Na2O ）<3%

1.2普通陶瓷及电瓷用（瓷土和瓷石）Al2O3>或≈13%

1.3玻璃配料用Al2O3>18%，SiO2<70%

1.4研磨材料

氧化钾（K2O ）>10%、二氧化硅（SiO2）>60%、三氧化二铝（Al2O3）>18% 2、工艺流程

2.1烧结法

利用石灰石和煤炭作原料，经过粉碎，成球后在立窑煅烧，使其中的氧化钾转化成水溶性，该种方法生产成本低，但生产过程中能耗大，且钾长石中的钾转化率较低(60%—90%)，使其推广受到阻碍。

2.2高温熔融法

该法在生产钙镁磷肥的基础上，配入25%一30%的钾长石，高温熔融(1200—1300℃)制得钙镁磷钾复合肥，其产品含有效磷(P2O5)10%—14%，可溶性钾(K2O)4%—5%，该方法生产成本低。

2.3水热法

用KOH溶液加压处理钾长石，使钾长石成分为K2O·Al2O3·SiO2·xH2O的沸石类固相。其中K2O为可溶性的，能被植物吸收，且不易流失，是一种缓释肥料，同时，部分SiO2也变成可溶性的，成为农作物的肥料。

2.4高炉冶炼祛

生产水泥时，按石灰石81.4%—82%、钾长石14.2%—15.6%、铁矿石2.6%—3.2%，萤石1.1%和焦炭3%的比例，破碎后配料混匀入炉，当炉缸温度高达1 500℃使K2O挥发，随高温气流带出，同时K2O与炉内CO2作用，生成K2CO3产品，高炉排出的炉渣经加工后制成白色水泥。该方法仅限于水泥厂或磷肥厂，作为副产品生产钾肥。

2.5低温分解法

钾长石原料经过颚式破碎机粉碎到6mm以下，雷蒙磨将矿物粉碎到100网目以下，由胶带运输机将矿物运到池中与CaO水浸泡20min，然后经泵打入加温加压炉中，炉中温度控制在100 - 200℃，经过一定时间后，从炉中流出进入池中与Na2SO4混合浸泡，通过结晶、固液分离等工艺，得到K2SO4, NaOH工业原料。

2.6钾长石提纯

国内钾长石资源丰富，但含铁量超标，因此，钾长石除铁是提纯的关键。铁是磁性物体，而钾长石是非磁性物质，在磁场中两者很容易分开。

钾长石原料—手选—破碎—磨矿—分级—脱水—成品，该流程适用于含铁量低、质量好的原料。采用预式破碎机进行粗碎和细碎，为了防止加工过程中铁对钾长石的污染，所以，在选择磨矿设备时易采用轮机、砾磨机或瓷球磨机，超细层压自磨机等作为磨矿设备，采用螺旋分级机保证产品的粒度。流程简单，投资少，该流程的缺点是产品中铁的含量指标难以满足优质陶瓷产品要求。为了克服该流程的缺点，增加磁选工艺，实践证明选择湿式高梯度磁选机除铁效果好，除铁效率达到70%-90%。

2.7钾长石防火硅酸钙板

使用钾长石制造硅酸钙板，其原理是将原料制好浆，按比例(钾长石粉：石灰：纤维=229：91：80)混合均匀，制备好的料浆，采用流浆制板工艺制成板坯，板坯堆垛后送入蒸压釜中，高温高压蒸汽养护，使材料中硅铝与石灰中的氧化钙在高温水热反应作用下生成水化硅酸钙，水化硅酸钙结晶矿物，与纤维胶结起来形成一个整体。

2.8利用钾长石制取钾肥的同时制取白炭黑

钾长石中含钾量为13.6%，针对提钾后余下的矿物石的特性，进行综合利用的研究：制取白炭黑的原理是基于提钾后钾长石结构已经遭到破坏，然后，在一定温度下与NaOH反应制取水玻璃，用水稀释的同时加入适量电解质，用酸中和并定温老化，再经过滤、洗涤制得白炭黑。[1]

四、需求现状

钾长石在陶瓷工业中做陶瓷坯体配料、陶瓷釉料的用量占30%，其余用于化工、玻璃熔剂、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其他行业。随着经济