一種鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝。此工藝是將鉀長石礦石破碎、研磨至粒徑＜74μm的粉體，再將鉀長石粉體與一定濃度的氫氧化鈉溶液充分混合，配置成料漿，料漿在反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱處理1～12小時(shí)，溫度為180～260℃。反應(yīng)結(jié)束后，將所得混合物進(jìn)行過濾、洗滌和干燥，即制得方沸石粉體，所得濾液為硅酸鉀和硅酸鈉混合堿液，可用于制取鉀鹽。本發(fā)明不僅為合成方沸石提供了廉價(jià)的鉀長石原料和簡單易行的工藝，同時(shí)解決了鉀長石制取鉀鹽過程中硅鋁副產(chǎn)品的減量化和高效利用問題。
【專利說明】一種鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉀長石合成沸石及制取鉀鹽領(lǐng)域，具體是涉及鉀長石粉體水熱堿法合 成方沸石的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 鉀長石是構(gòu)成地殼的主要錯(cuò)娃酸鹽礦物之一，包括透長石、正長石和微斜長石。在 長期地質(zhì)作用下，鉀長石遭受風(fēng)化或熱液作用后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉惺渲械拟浛梢灾苯幼優(yōu)?碳酸鉀。但在實(shí)驗(yàn)室中，利用鉀長石粉體直接合成沸石的難度很大，往往需要先將鉀長石與 純堿等助劑進(jìn)行混合、煅燒，得到水溶性或酸溶性化合物，再合成沸石。鉀長石直接水熱處 理合成沸石的方法未見報(bào)道。
[0003] 發(fā)明人馬鴻文等利用不同產(chǎn)地、來自不同巖石類型的鉀長石粉體進(jìn)行了合成微孔 分子篩及提取鉀鹽的研究，在合成沸石以前，均需要利用碳酸鈉等與鉀長石一起焙燒，然后 利用焙燒孰料，補(bǔ)充部分鋁源、鈉源或鉀源作為合成沸石的原料。蘇雙青等利用堿性溶液處 理鉀長石，但得到的固體產(chǎn)物為鉀霞石、霞石、水羥方鈉石等似長石類礦物以及雪硅鈣石礦 物。韓效釗等同樣利用氫氧化鈉溶液與鉀長石反應(yīng)得到了霞石相。然而，迄今為止，將鉀長 石粉體在堿性溶液中直接轉(zhuǎn)化為沸石的研究尚未見報(bào)導(dǎo)。
[0004] 與高嶺石原料相比，鉀長石用于合成沸石不僅可以提供硅鋁組份，還同時(shí)提供了 鉀鈉組份。通過鉀長石粉體與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，采用一步水熱處理成功合成方沸石，鉀長 石中的鉀離子同時(shí)被溶出，可用于制取鉀鹽。將鉀長石中的大部分硅鋁組份直接合成沸石， 對于利用鉀長石粉體制取鉀鹽過程中硅鋁副產(chǎn)品的減量化以及高效化利用具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題主要包括：在不引入沸石晶種、硅酸鈉以及其他模板劑原 料的條件下，鉀長石粉體經(jīng)水熱堿法處理直接合成方沸石的簡單易行和高效利用的技術(shù)； 為合成方沸石提供富硅鋁堿的廉價(jià)礦物原料；鉀長石粉體制取鉀鹽過程中硅鋁副產(chǎn)品的減 量化和高效利用技術(shù)；提供鉀長石制取鉀鹽需要的富鉀溶液。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：采用鉀長石礦為原料，經(jīng)破 碎、研磨制得鉀長石粉體，將鉀長石粉體與〇. 5?6M氫氧化鈉溶液按一定比例充分混合，得 到混合料漿，將混合料漿在反應(yīng)釜或管道溶出設(shè)備中，采用180?260°C，1?12小時(shí)的條 件進(jìn)行熱處理，反應(yīng)結(jié)束后，將得到的混合物進(jìn)行過濾、洗滌至pH = 7左右，即可得到富鉀 溶液和方沸石濾餅，濾餅在105?1KTC條件下烘干，即得到方沸石粉體。
[0007] 本發(fā)明的工藝步驟：
[0008] (1)鉀長石原礦預(yù)處理：鉀長石原礦經(jīng)破碎、磨礦、選礦等常規(guī)處理，得到鉀長石 含量大于65%、粒度< 74 ii m的粉體物料；
[0009] (2)原礦漿制備：將氫氧化鈉與水混合得到一定濃度的堿性溶液（0. 5?6M)，將鉀 長石粉體與氫氧化鈉溶液以一定配比（氫氧化鈉溶液/鉀長石粉（質(zhì)量比）=1?10)充 分混合得到原礦漿；
[0010] (3)原礦漿水熱處理：采用單罐反應(yīng)釜或管道溶出設(shè)備對原礦漿進(jìn)行水熱堿法處 理，即對原礦漿進(jìn)行加熱處理，溫度和時(shí)間分別為180?260°C和1?12小時(shí)，從而得到水 熱產(chǎn)物。
[0011] (3)產(chǎn)物過濾和洗滌：將水熱處理后的礦漿進(jìn)行過濾，洗滌4?5次，將洗滌液并 入濾液，所得濾液即為可用于制取鉀鹽的富鉀溶液，同時(shí)得到方沸石濾餅。
[0012] (4)濾餅干燥：將上述方沸石濾餅進(jìn)行干燥處理，干燥條件為105?110°C和16? 24小時(shí)，即得到方沸石粉體。
[0013] 具體而言，一種鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，包括以下步驟：
[0014] 鉀長石原礦預(yù)處理：鉀長石原礦經(jīng)破碎、磨礦、選礦處理，得到鉀長石含量大于 65 %的粉體物料；
[0015] 原礦漿制備：將氫氧化鈉與水混合得到氫氧化鈉堿性溶液，將鉀長石粉體與氫氧 化鈉堿性溶液充分混合得到原礦漿；
[0016] 制備方沸石：將原礦漿進(jìn)行水熱堿法處理，即對原礦漿進(jìn)行加熱處理，經(jīng)洗滌、過 濾，所得濾餅經(jīng)干燥即為方沸石粉體；濾液為硅酸鉀鈉混合堿液。
[0017] 在所述的原礦漿制備和所述的制備方沸石中，直接利用氫氧化鈉溶液對鉀長石粉 體進(jìn)行水熱處理，即直接利用氫氧化鈉溶液和鉀長石粉體進(jìn)行加熱反應(yīng)。
[0018] 在所述的制備方沸石中，水熱堿法處理后的反應(yīng)產(chǎn)物，先過濾，再洗滌，并將洗滌 液并入濾液。
[0019] 在所述的制備方沸石中，直接利用水熱堿法處理鉀長石粉體得到濾餅進(jìn)行干燥， 得到方沸石。
[0020] 在所述的制備方沸石中，直接利用水熱堿法處理鉀長石粉體得到可用于制取鉀鹽 的硅酸鉀鈉混合堿液。
[0021] 所述原礦楽制備步驟中，
[0022] 氫氧化鈉溶液濃度：0. 5?6M ;
[0023] 鉀長石粉體粒度：< 74 ii m ;
[0024] 原礦漿液固比的質(zhì)量比，即氫氧化鈉溶液/鉀長石粉體的質(zhì)量比：1?10。
[0025] 所述的水熱堿法處理鉀長石粉體的反應(yīng)溫度為180?260°C，時(shí)間為1?12小時(shí)。
[0026] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0027] 本發(fā)明利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石，通過鉀長石粉體和氫氧化鈉溶液反 應(yīng)，將鉀長石粉體中60%以上的Si0 2和近全部A1203用于制備方沸石，85%以上K20溶出， 可用于制備鉀鹽。充分利用了鉀長石粉體中的硅鋁組份直接水熱合成高附加值的方沸石粉 體，與采用化工原料合成方沸石的工藝相比，可明顯降低原料成本。同時(shí)鉀長石中的大部分 K 2〇溶出，得到高濃度的富鉀溶液，可降低制備鉀鹽的成本。與采用高嶺石等礦物原料合成 方沸石相比，還可以充分利用鉀長石中的鉀資源制取鉀鹽，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1合成方沸石的X射線粉晶衍射圖
[0029] 圖2鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石工藝流程圖

【具體實(shí)施方式】
[0030] 如圖2所示，采用鉀長石礦為原料，經(jīng)破碎、研磨制得鉀長石粉體，將鉀長石粉體 與0. 5?6MNa0H溶液按一定比例充分混合，經(jīng)混合攪拌，得到混合料漿，將混合料漿在反應(yīng) 釜或管道溶出設(shè)備中，采用180?260°C，1?12小時(shí)的條件進(jìn)行熱處理，晶化反應(yīng)結(jié)束后， 將得到的混合物進(jìn)行過濾、洗滌至pH = 7左右，即可得到富鉀溶液即硅酸鉀鈉溶液和方沸 石濾餅，方沸石濾餅在105?110°C條件下烘干，干燥后即得到方沸石粉體。
[0031] 本發(fā)明利用鉀長石粉水熱堿法合成方沸石和工藝，通過鉀長石粉和堿性溶液反 應(yīng)，將鉀長石粉中60%以上的Si0 2和近全部A1203用于制備方沸石，85 %以上K20溶出，可 用于制備鉀鹽。充分利用廉價(jià)礦物原料鉀長石粉中的硅鋁組份直接水熱合成高附加值的方 沸石粉體。同時(shí)鉀長石中的大部分K 20溶出，得到高濃度的富鉀溶液，即硅酸鉀鈉溶液可降 低制備鉀鹽的成本。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 鉀長石原礦經(jīng)破碎、磨礦、選礦處理得到鉀長石粉體原料，化學(xué)成分如下: [0034]表1鉀長石粉體的化學(xué)成分分析結(jié)果（wB% )

【權(quán)利要求】
1. 一種鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，包括以下步驟： 鉀長石原礦預(yù)處理：鉀長石原礦經(jīng)破碎、磨礦、選礦處理，得到鉀長石含量大于65%的 粉體物料； 原礦漿制備：將氫氧化鈉與水混合得到氫氧化鈉堿性溶液，將鉀長石粉體與氫氧化鈉 堿性溶液充分混合得到原礦漿； 制備方沸石：將原礦漿進(jìn)行水熱堿法處理，即對原礦漿進(jìn)行加熱處理，經(jīng)洗滌、過濾，所 得濾餅經(jīng)干燥即為方沸石粉體；濾液為硅酸鉀鈉混合堿液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在于： 在所述的原礦漿制備和所述的制備方沸石中，直接利用氫氧化鈉溶液對鉀長石粉體進(jìn)行水 熱處理，即直接利用氫氧化鈉溶液和鉀長石粉體進(jìn)行加熱反應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在 于：在所述的制備方沸石中，水熱堿法處理后的反應(yīng)產(chǎn)物，先過濾，再洗滌，并將洗滌液并入 濾液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在 于：在所述的制備方沸石中，直接利用水熱堿法處理鉀長石粉體得到濾餅進(jìn)行干燥，得到方 沸石。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在于： 在所述的制備方沸石中，直接利用水熱堿法處理鉀長石粉體得到可用于制取鉀鹽的硅酸鉀 鈉混合堿液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在 于：所述原礦漿制備步驟中， 氫氧化鈉溶液濃度：〇. 5?6M ; 鉀長石粉體粒度：< 74μπι; 原礦漿液固比的質(zhì)量比，即氫氧化鈉溶液/鉀長石粉體的質(zhì)量比：1?10。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石粉體水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在 于：所述的水熱堿法處理鉀長石粉體的反應(yīng)溫度為180?260°C，時(shí)間為1?12小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用鉀長石水熱堿法合成方沸石的工藝，其特征在于： 所述的水熱堿法處理鉀長石粉體的步驟采用單罐反應(yīng)釜或管道溶出設(shè)備。
【文檔編號(hào)】C01B33/32GK104291350SQ201410514376
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】楊靜, 馬鴻文, 曾誠, 王時(shí)健, 劉昶江, 馬璽, 王紅麗 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（北京）