专利名称：钾长石除铁精选及铁红生产方法
技术领域：
本发明涉及一种无机化工原料的生产工艺，也涉及对精选废渣的处理和利用，具体地是指一种钾长石除铁精选及铁红生产方法。
背景技术：
钾长石是一种富含钾、铝和硅元素的天然矿石，我国钾长石矿蕴藏十分丰富，但对钾长石的利用一般是作为陶瓷工业、水泥工业和玻璃生产的添加料。国内外在钾长石的开发利用方面作了大量工作，其中在钾长石湿法分解工艺方面，有了一些进展，可以在制取硫酸钾的过程中，同时副产白炭黑和聚氯化铝。但由于钾长石矿石的成份比较复杂，其中往往含有较多的氧化铁和氧化亚铁等有色杂质。如不及时除去，将会严重影响白炭黑等后续产品的质量。中国专利公告号CN1045551C，公告日1999年10月13日，发明名称《钾长石除铁精选方法》提出了一种先将钾长石碾成细粉后冲洗，再将细粉加水碾磨，其钾长石随水流入第一个池中，而粉碎后较轻的含铁云母等物质流入第二个水池中的物理分离精选方法，实现了对钾长石矿石的除铁精选。该技术方案可以去除钾长石矿石中较多的铁元素，但仍存在两方面的问题，一是精选后钾长石中铁和含量仍然偏高，这对于后续进一步分解、制取白炭黑、铝系列等工业产品的质量仍有影响；二是精选后被分离的含铁渣料富含硅、铝等矿物质，它们也是提取白炭黑等工业品的可用原料，若废弃则大大降低了对钾长石的利用率，开发成本提高，资源利用率降低；若对其渣料进行利用，或者只能作为制造有色玻璃、瓷砖等建筑材料的原料，附加值低，或者生产附加值高的白炭黑等产品则还要对渣料进行除铁，才能进行后续的工艺。因此，该方案对钾长石矿石的利用仍不够理想。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中所存在的不足，进而提供一种钾长石除铁精选及铁红生产方法。该方法既可为钾长石的深加工提供品质纯净的精选原料，又可生产出附加值较高的氧化铁红产品，资源利用率较高。
本发明的技术解决方案是钾长石除铁精选及铁红生产方法，包括以下步骤1)将钾长石矿石粉碎成细度小于150目的矿粉；2)向钾长石矿粉中加入无机酸溶液，在50-80℃温度下搅拌反应2-4小时；3)过滤出无机酸溶液，用水洗涤矿粉，即得到钾长石精矿粉；4)将矿粉过滤液及洗涤液混合，混合液体内加入少量双氧水氧化，后加入中和剂搅拌反应，再过滤并用水洗涤沉淀物，脱水、干燥，500-700℃温度下锻烧1-3小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。
本发明步骤2)中无机酸溶液是浓度为20-40％的盐酸溶液。
本发明步骤2)中无机酸溶液是浓度为15-20％的硫酸溶液。
本发明步骤4)中的中和剂是浓度为20-30％的氨水。
本发明步骤4)中的中和剂是纯碱，并向其中和液体中加入石膏，制得氯化钙。
本发明的有益效果是；1，钾长石矿粉中铁元素的利用率高，通过无机酸的化学反应作用，使矿石中的铁物质得到充分回收和利用，其制成氧化铁红产品的质量较好。2，钾长石矿粉经除铁精选后，有效成份损失极少，矿粉品质提高，使钾长石矿粉的后续分解加工工艺简化，其加工产品的质量和产量均有提高。3，钾长石矿粉的综合利用率得到有效提高，工艺流程中排放的废液可作为液体氮肥或制成氯化钙产品出售，污染物排放极少，环境污染小。
具体实施例方式
以下结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述钾长石普遍含有斜长石、角闪石和黑云母，其颜色有的为肉红色或淡红色，有的为浅灰色、灰白色或灰黑色等，以前者较好活性也较高，而后者铁含量较高，化学活性稍差。从利用生产白炭黑、铝系列及钾肥系列产品的角度，通常选取活性较高的肉红色钾长石矿石作为钾长石矿石原料，进行除铁精选。钾长石矿石应保持干燥，不要露天放置，以防带入水份，影响粉碎。矿石应经过粗碎、球磨至150目-200目(全过筛)。一般来讲，矿粉越细就相应增大了矿粉与酸等物质间的接触面积，其除铁及后续化学反应的效果就越好。除铁精选工艺的过程是将钾长石矿石粉碎成细度小于150目的矿粉，向矿粉中加入无机酸溶液，在50-80℃温度下搅拌反应2-4小时，过滤出无机酸溶液，用水洗涤矿粉，即得到钾长石精矿粉。将矿粉过滤液及洗涤液混合，混合液体内加入少量双氧水氧化，后加入中和剂搅拌反应，再过滤并用水洗涤沉淀物，脱水、干燥，500-700℃温度下锻烧1-3小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。向矿粉中加入无机酸、双氧水及中和剂的份量或比例可以根据矿粉的含铁量、铁的氧化情况及无机酸溶液的酸含量分别通过常规计算确定。一般可按矿粉与无机酸＝100∶150-300的比例，加入无机酸溶液，在50-80℃温度下搅拌反应2-4小时，使其中夹带的铁质溶解于无机酸溶液，反应后过滤出无机酸溶液，用水洗净矿粉，即得到钾长石精矿粉。试验表明，矿粉细度较小也可加快无机酸除铁的反应速度。用于化学反应的无机酸溶液可采用浓度为20-40％的盐酸溶液。也可采用浓度为15-20％的硫酸溶液。将矿粉过滤液及洗涤液混合，按混合液体∶双氧水＝100∶2-8的比例加入双氧水搅拌，后按混合液体∶中和剂＝100∶10-30的比例加入中和剂进行搅拌，再过滤出中和液体，用水洗涤过滤物，脱水、干燥，550-700℃温度下锻烧1-3小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。中和剂可以是浓度为20-30％的氨水，也可以是纯碱。当中和剂是氨水时，其所得中和液体中的成份主要是氯化氨，可以作为液体肥料使用，当中和剂是纯碱时，其所得中和液体中的成份主要是氯化钠(盐)，这时可向其中加入石膏，可按中和液体∶石膏＝100∶5-10的比例加入石膏，制得氯化钙。
实施例1，选择全部通过200目标准筛的矿粉为原料，将其矿粉投入到除铁反应槽中，按矿粉∶盐酸＝100∶250的比例加入浓度为30％的盐酸，通过蒸汽加热维持反应温度在60-65℃，搅拌，进行反应2小时，后降温，进行过滤，采用倾泻法将漂浮在物料上方的浅灰色物质除去，过滤出含铁的盐酸溶液，用水洗涤过滤物即矿粉至其上方无漂浮物(一般洗二至三遍)，即得到钾长石除铁精选矿粉。
在除铁反应时，有较多的硫黄或硫化氢逸出(由闻到的气味可知)，因此此过程应在有通风条件的场所进行，并应进行尾气吸收处理，以保证对环境不产生污染。
实施例2，选择全部通过150目筛的矿粉为原料，将其矿粉投入到除铁反应槽中，按矿粉∶硫酸＝100∶300加入浓度20％的硫酸，通过蒸汽加热维持反应温度在60-65℃，搅拌，进行除铁反应3小时，后降温，进行过滤，采用倾泻法将漂浮在物料上方的浅灰色物质除去，过滤出含铁的硫酸溶液，用水洗涤过滤物即矿粉至其上方无漂浮物(一般洗二至三遍)，即得到钾长石除铁精选矿粉。
实施例3，将矿粉过滤液及洗涤液混合，按混合液体∶双氧水＝100∶3的比例加入双氧水搅拌，后按混合液体∶中和剂＝100∶12的比例加入平均浓度为25％的氨水进行搅拌，再采用真空过滤机过滤出中和液体，用水洗涤过滤物至无Cl-离子(可采用硝酸银检验)，离心脱水、自然或热风干燥，600-650℃温度下锻烧2小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。其过滤出的中和液体及洗涤液为氯化氨(NH4Cl)溶液，可作为液体氮肥使用。
实施例4，将矿粉过滤液及洗涤液混合，按混合液体∶双氧水＝100∶5的比例加入双氧水搅拌，后按混合液体∶中和剂＝100∶10的比例加入纯碱进行搅拌，再采用真空过滤机过滤出中和液体，用水洗涤过滤物至无Cl-离子(可采用硝酸银检验)，离心脱水、自然或热风干燥，650-700℃温度下锻烧1.5小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。其过滤出的中和液体及洗涤液为氯化钠(NaCl)溶液，向该溶液中加入石膏，可处理制成氯化钙产品。
本发明方法除铁精选的钾长石矿粉，纯度高，杂质少，使矿石含铁量由精选前的3-4％降至精选后的0.04-0.08％，基本克服了后续工艺中制得铝系列产品发黄的问题。提高了钾长石后续加工产品的质量。每吨钾长石矿粉精选后可生产氧化铁红产品30-40公斤，氧化铁红产品的质量达到国家标准要求。
权利要求
1.钾长石除铁精选及铁红生产方法，其特征在于包括以下步骤1)将钾长石矿石粉碎成细度小于150目的矿粉；2)向钾长石矿粉中加入无机酸溶液，在50-80℃温度下搅拌反应2-4小时；3)过滤出无机酸溶液，用水洗涤矿粉，即得到钾长石精矿粉；4)将矿粉过滤液及洗涤液混合，混合液体内加入少量双氧水氧化，后加入中和剂搅拌反应，再过滤并用水洗涤沉淀物，脱水、干燥，500-700℃温度下锻烧1-3小时，粉碎后即得到氧化铁红产品。
2.根据权利要求1所述的钾长石除铁精选及铁红生产方法，其特征在于步骤2)中无机酸溶液是浓度为20-40％的盐酸溶液。
3.根据权利要求1所述的钾长石除铁精选及铁红生产方法，其特征在于步骤2)中无机酸溶液是浓度为15-20％的硫酸溶液。
4.根据权利要求1或2所述的钾长石除铁精选及铁红生产方法，其特征在于步骤4)中的中和剂是浓度为20-30％的氨水。
5.根据权利要求1或2所述的钾长石除铁精选及铁红生产方法，其特征在于步骤4)中的中和剂是纯碱，并向其中和液体中加入石膏，制得氯化钙。
全文摘要
钾长石除铁精选及铁红生产方法，将钾长石矿石粉碎成细度小于150目的矿粉，向钾长石矿粉中加入无机酸溶液，在50－80℃温度下搅拌反应2－4小时，过滤出无机酸溶液，用水洗涤矿粉，即得到钾长石精矿粉，将矿粉过滤液及洗涤液混合，加入少量双氧水氧化，后加入中和剂搅拌反应，再过滤并用水洗涤沉淀物，脱水、干燥，锻烧，粉碎后即得到氧化铁红产品。矿粉有效成份损失极少，品质提高，使后续的分解加工工艺简化，其加工产品的质量和产量均有提高。铁元素的利用率高，氧化铁红产品质量较好。钾长石矿粉的综合利用率提高，工艺流程中排放的废液可以利用，环境污染小。
文档编号C01G49/06GK1762832SQ20051001942
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者刘晓木, 徐旺生 申请人:鄂州市长润农业生态技术有限公司