一种利用软钾镁矾矿和高镁溶液转化制取光卤石的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于盐湖化学技术领域，具体涉及一种利用软钾镁矾矿和高镁溶液转化制取光卤石的方法。
【背景技术】
[0002]氯化钾作为一种无机盐化合物，在无机盐工业、医药工业、农业等方面得到广泛应用，其主要是由含钾矿物经过加工制取，如浮选法、光卤石法等。由于可以直接利用的含钾固体矿物资源有限，在盐湖地区常用含钾液体矿经过日晒结晶析出光卤石矿，然后再进行分解浮选制取氯化钾，而在日晒过程中钾资源往往以其他形式的矿物析出，如软钾镁矾、钾石盐等含钾矿物，不能直接被利用。
[0003]此外，我国又是一个钾资源相对缺乏的国家，合理开发现有钾资源是我国农业未来发展的重要战略保障。据盐湖资源的调查证明，我国中西部地区的盐湖中除了备受关注的锂资源外，还拥有丰富的钾资源，但是由于盐湖资源中各离子之间的复杂性，使得钾资源的提取方面面临很多问题，尤其是针对不同的盐湖体系，钾在蒸发浓缩过程中固液两相中分配差异较大，存在多种含钾化合物析出，如常见的单盐氯化钾、硫酸钾，复盐钾芒硝(3K2S04.Na2SO4)、软钾镁矾(K2SO4.MgSO4.6H20)、钾盐镁矾(KCl.MgSO4.3H20)、光卤石(KCl.MgCl2.6H20)等。实际生产中，这些复盐形式的钾化合物常用来转化为单盐作为钾产品出售，常用的方法如利用软钾镁矾制取硫酸钾，钾芒硝转化为硫酸钾，光卤石分解制取氯化钾等。
[0004]光卤石的来源主要分为两种，第一种是长期积累形成的含光卤石的无机盐矿物，第二种就是目前技术已成熟的利用盐田日晒得到光卤石矿物，其主要是依据就是按照含钾盐湖资源类型，选取适合的水盐相图作为理论指导，利用自然能在盐田中结晶析出光卤石矿物。长期来看，第一种自然界存在的含光卤石固体矿物资源十分有限，而第二种生产过程中会结晶析出其他含钾矿物，造成钾资源的一定损失。
[0005]鉴于我国盐湖资源的特点，以我国典型的硫酸盐型盐湖资源开发为例，根据Na+、K+、Mg2+//cr, SO42-H2O体系相图为依据，蒸发浓缩过程中常出现的含钾复盐有软钾镁矾、钾盐镁矾、光卤石等。当前对于光卤石矿的加工工艺已经非常成熟，且已在我国西部盐湖地区钾肥企业中得到广泛应用，而对于软钾镁矾、钾盐镁矾等复杂的钾混盐体系，其加工工艺相对较为困难，目前的方法有将软钾镁矾等钾混盐和氯化钾作为原料转化制备硫酸钾，但其应用都有一定的复杂性和局限性。此外，光卤石矿主要是由盐湖卤水在自然条件下蒸发结晶所得，但伴随产生软钾镁矾、钾盐镁矾等含钾混盐矿以及盐湖卤水后期大量高镁溶液，都在一定程度上造成钾、镁资源的利用率低下。
[0006]对于盐田生产中产生的其他含钾矿物制备光卤石矿的方法，目前已有一些相关的研宄报道，如天津科技大学的李晋斌等人提出了一种处理软钾镁矾和钾盐镁矾的方法，使其在高温达100°c的条件下转化软钾镁矾和钾盐镁矾，进而在低温15°C析出光卤石(《利用钾混盐制备光卤石的研宄》，无机盐工业，45:18-20)，但是该反应的能耗较高，进而提高了生产成本。
[0007]目前，针对盐田中软钾镁矾等不易直接利用的钾矿，主要是利用高镁溶液进行盐田兑卤，而利用软钾镁矾矿进行转化制备硫酸钾则尚无报道。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种利用高镁溶液和软钾镁矾矿转化制取光卤石的工艺，旨在解决现有盐湖地区钾肥生产过程中产生的含钾矿物及盐田高镁溶液的综合利用问题。
[0009]本发明的方法包括如下的步骤:
[0010]I)将盐田矿物进行研磨，得到粒径不大于100目的颗粒；
[0011]2)将高镁溶液和步骤I)中所得颗粒按照固-液质量比1:3?1:3.6混合；3)控制温度为15-25°C，搅拌反应l_3h ；
[0012]4)步骤3)的产物进行固-液分离，得到粗光卤石产品；
[0013]所述盐田矿物为软钾镁矾和/或硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物，所述硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物中氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为1:2-3。
[0014]优选的，步骤4)得到的液相返回至步骤2)用于和步骤I)中所得颗粒混合。
[0015]本发明第二步骤中所述的高镁溶液，包括盐田蒸发后所剩老卤、实验中氯化镁配制溶液。
[0016]优选的，所述高镁溶液的Mg2+〉浓度大于7.0wt %，S042_浓度低于2wt%。
[0017]优选的，所述高镁溶液为盐田卤水蒸发至氯化镁饱和时的溶液。
[0018]优选的，所述硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物中氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为 1:2.5o
[0019]本发明利用高镁溶液和软钾镁矾矿转化制取光卤石，解决了盐田钾肥生产过程中产生的其他含钾矿物及老卤的综合利用问题，为盐湖钾矿资源高效利用提供了技术支持。
【附图说明】
[0020]图1、本发明的具体流程示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]参见图1，本发明利用高镁溶液和软钾镁矾矿制备光卤石方法的工艺流程是:将原料盐田软钾镁矾矿进行研磨，然后与高镁溶液进行转化，经固液分离后得到含光卤石矿和母液。
[0023]实施例1.
[0024](I)预先将软钾镁矾矿物进行研磨，得到粒径为100目的矿物颗粒；
[0025](2)按照一定的固-液质量比1:3，将高镁溶液和第一步中所得较小颗粒的矿物混合；
[0026](3)控制温度为15°C，并利用搅拌装置，对第二步骤中的混合物进行搅拌；
[0027](4)待第三步骤中的混合物搅拌1.5小时后，进行固-液分离，得到粗光卤石产品(KCl.MgCl2.6H20，含量为25% )，液相返回至第二步骤。
[0028]实施例2.
[0029](I)将钾盐混矿(氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为1:2.4)进行研磨，得到粒径为120目的矿物颗粒；
[0030](2)按照一定的固-液质量比1:3.3，将高镁溶液和第一步中所得较小颗粒的矿物混合；
[0031](3)控制温度为20°C，并利用搅拌装置，对第二步骤中的混合物进行搅拌；
[0032](4)待第三步骤中的混合物搅拌1.5小时后，进行固-液分离，得到粗光卤石产品(KCl.MgCl2.6H20，含量为29.7% )，液相返回至第二步骤。
[0033]实施例3.
[0034](I)预先将准备好的盐田软钾镁矾矿物进行研磨，得到粒径为140目的矿物颗粒；
[0035](2)按照一定的固-液质量比1:3.5，将高镁溶液和第一步中所得较小颗粒的矿物混合；
[0036](3)控制温度为25°C，并利用搅拌装置，对第二步骤中的混合物进行搅拌；
[0037](4)待第三步骤中的混合物搅拌1.5小时后，进行固-液分离，得到粗光卤石产品(KCl.MgCl2.6H20含量为33% )，液相返回至第二步骤。
【主权项】
1.一种利用盐田软钾镁矾类矿物和高镁溶液转化制取光卤石的方法，包括: 1)将盐田矿物进行研磨，得到粒径不大于100目的颗粒； 2)将高镁溶液和步骤I)中所得颗粒按照固-液质量比1:3?1:3.6混合； 3)控制温度为15-25°C，搅拌反应l_3h； 4)步骤3)的产物进行固-液分离，得到粗光卤石产品； 所述盐田矿物为软钾镁矾和/或硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物，所述硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物中氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为1:2-3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)得到的液相返回至步骤2)用于和步骤I)中所得颗粒混合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高镁溶液的Mg2+浓度大于7.0wt % , S042_浓度低于 2wt% ο4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述高镁溶液为盐田卤水蒸发至氯化镁饱和时的溶液。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物中氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为1:2.5。
【专利摘要】本发明公开了一种利用盐田软钾镁矾类矿物和高镁溶液转化制取光卤石的方法，包括：1)将盐田矿物进行研磨，得到粒径不大于100目的颗粒；2将高镁溶液和步骤1)中所得颗粒)按照固-液质量比1:3～1:3.6混合；3)控制温度为15-25℃，搅拌反应1-3h；4)步骤3)的产物进行固-液分离，得到粗光卤石产品。本发明利用高镁溶液和软钾镁矾矿转化制取光卤石，解决了盐田钾肥生产过程中产生的其他含钾矿物及老卤的综合利用问题，为盐湖钾矿资源高效利用提供技术支持。
【IPC分类】C01F5/30, C01D3/04
【公开号】CN104891532
【申请号】CN201510287316
【发明人】付振海, 张志宏, 马艳芳, 董生发, 张永明, 赵冬梅, 安东, 胡天琦
【申请人】中国科学院青海盐湖研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日