一種利用軟鉀鎂礬礦和高鎂溶液轉化制取光鹵石的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鹽湖化學技術領域，具體涉及一種利用軟鉀鎂礬礦和高鎂溶液轉化制取光鹵石的方法。
【背景技術】
[0002]氯化鉀作為一種無機鹽化合物，在無機鹽工業、醫藥工業、農業等方面得到廣泛應用，其主要是由含鉀礦物經過加工制取，如浮選法、光鹵石法等。由于可以直接利用的含鉀固體礦物資源有限，在鹽湖地區常用含鉀液體礦經過日曬結晶析出光鹵石礦，然后再進行分解浮選制取氯化鉀，而在日曬過程中鉀資源往往以其他形式的礦物析出，如軟鉀鎂礬、鉀石鹽等含鉀礦物，不能直接被利用。
[0003]此外，我國又是一個鉀資源相對缺乏的國家，合理開發現有鉀資源是我國農業未來發展的重要戰略保障。據鹽湖資源的調查證明，我國中西部地區的鹽湖中除了備受關注的鋰資源外，還擁有豐富的鉀資源，但是由于鹽湖資源中各離子之間的復雜性，使得鉀資源的提取方面面臨很多問題，尤其是針對不同的鹽湖體系，鉀在蒸發濃縮過程中固液兩相中分配差異較大，存在多種含鉀化合物析出，如常見的單鹽氯化鉀、硫酸鉀，復鹽鉀芒硝(3K2S04.Na2SO4)、軟鉀鎂礬(K2SO4.MgSO4.6H20)、鉀鹽鎂礬(KCl.MgSO4.3H20)、光鹵石(KCl.MgCl2.6H20)等。實際生產中，這些復鹽形式的鉀化合物常用來轉化為單鹽作為鉀產品出售，常用的方法如利用軟鉀鎂礬制取硫酸鉀，鉀芒硝轉化為硫酸鉀，光鹵石分解制取氯化鉀等。
[0004]光鹵石的來源主要分為兩種，第一種是長期積累形成的含光鹵石的無機鹽礦物，第二種就是目前技術已成熟的利用鹽田日曬得到光鹵石礦物，其主要是依據就是按照含鉀鹽湖資源類型，選取適合的水鹽相圖作為理論指導，利用自然能在鹽田中結晶析出光鹵石礦物。長期來看，第一種自然界存在的含光鹵石固體礦物資源十分有限，而第二種生產過程中會結晶析出其他含鉀礦物，造成鉀資源的一定損失。
[0005]鑒于我國鹽湖資源的特點，以我國典型的硫酸鹽型鹽湖資源開發為例，根據Na+、K+、Mg2+//cr, SO42-H2O體系相圖為依據，蒸發濃縮過程中常出現的含鉀復鹽有軟鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬、光鹵石等。當前對于光鹵石礦的加工工藝已經非常成熟，且已在我國西部鹽湖地區鉀肥企業中得到廣泛應用，而對于軟鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬等復雜的鉀混鹽體系，其加工工藝相對較為困難，目前的方法有將軟鉀鎂礬等鉀混鹽和氯化鉀作為原料轉化制備硫酸鉀，但其應用都有一定的復雜性和局限性。此外，光鹵石礦主要是由鹽湖鹵水在自然條件下蒸發結晶所得，但伴隨產生軟鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬等含鉀混鹽礦以及鹽湖鹵水后期大量高鎂溶液，都在一定程度上造成鉀、鎂資源的利用率低下。
[0006]對于鹽田生產中產生的其他含鉀礦物制備光鹵石礦的方法，目前已有一些相關的研宄報道，如天津科技大學的李晉斌等人提出了一種處理軟鉀鎂礬和鉀鹽鎂礬的方法，使其在高溫達100°c的條件下轉化軟鉀鎂礬和鉀鹽鎂礬，進而在低溫15°C析出光鹵石(《利用鉀混鹽制備光鹵石的研宄》，無機鹽工業，45:18-20)，但是該反應的能耗較高，進而提高了生產成本。
[0007]目前，針對鹽田中軟鉀鎂礬等不易直接利用的鉀礦，主要是利用高鎂溶液進行鹽田兌鹵，而利用軟鉀鎂礬礦進行轉化制備硫酸鉀則尚無報道。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供一種利用高鎂溶液和軟鉀鎂礬礦轉化制取光鹵石的工藝，旨在解決現有鹽湖地區鉀肥生產過程中產生的含鉀礦物及鹽田高鎂溶液的綜合利用問題。
[0009]本發明的方法包括如下的步驟:
[0010]I)將鹽田礦物進行研磨，得到粒徑不大于100目的顆粒；
[0011]2)將高鎂溶液和步驟I)中所得顆粒按照固-液質量比1:3?1:3.6混合；3)控制溫度為15-25°C，攪拌反應l_3h ；
[0012]4)步驟3)的產物進行固-液分離，得到粗光鹵石產品；
[0013]所述鹽田礦物為軟鉀鎂礬和/或硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物，所述硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物中氯化鉀和七水合硫酸鎂的質量比為1:2-3。
[0014]優選的，步驟4)得到的液相返回至步驟2)用于和步驟I)中所得顆粒混合。
[0015]本發明第二步驟中所述的高鎂溶液，包括鹽田蒸發后所剩老鹵、實驗中氯化鎂配制溶液。
[0016]優選的，所述高鎂溶液的Mg2+〉濃度大于7.0wt %，S042_濃度低于2wt%。
[0017]優選的，所述高鎂溶液為鹽田鹵水蒸發至氯化鎂飽和時的溶液。
[0018]優選的，所述硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物中氯化鉀和七水合硫酸鎂的質量比為 1:2.5o
[0019]本發明利用高鎂溶液和軟鉀鎂礬礦轉化制取光鹵石，解決了鹽田鉀肥生產過程中產生的其他含鉀礦物及老鹵的綜合利用問題，為鹽湖鉀礦資源高效利用提供了技術支持。
【附圖說明】
[0020]圖1、本發明的具體流程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。但本領域技術人員應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0022]參見圖1，本發明利用高鎂溶液和軟鉀鎂礬礦制備光鹵石方法的工藝流程是:將原料鹽田軟鉀鎂礬礦進行研磨，然后與高鎂溶液進行轉化，經固液分離后得到含光鹵石礦和母液。
[0023]實施例1.
[0024](I)預先將軟鉀鎂礬礦物進行研磨，得到粒徑為100目的礦物顆粒；
[0025](2)按照一定的固-液質量比1:3，將高鎂溶液和第一步中所得較小顆粒的礦物混合；
[0026](3)控制溫度為15°C，并利用攪拌裝置，對第二步驟中的混合物進行攪拌；
[0027](4)待第三步驟中的混合物攪拌1.5小時后，進行固-液分離，得到粗光鹵石產品(KCl.MgCl2.6H20，含量為25% )，液相返回至第二步驟。
[0028]實施例2.
[0029](I)將鉀鹽混礦(氯化鉀和七水合硫酸鎂的質量比為1:2.4)進行研磨，得到粒徑為120目的礦物顆粒；
[0030](2)按照一定的固-液質量比1:3.3，將高鎂溶液和第一步中所得較小顆粒的礦物混合；
[0031](3)控制溫度為20°C，并利用攪拌裝置，對第二步驟中的混合物進行攪拌；
[0032](4)待第三步驟中的混合物攪拌1.5小時后，進行固-液分離，得到粗光鹵石產品(KCl.MgCl2.6H20，含量為29.7% )，液相返回至第二步驟。
[0033]實施例3.
[0034](I)預先將準備好的鹽田軟鉀鎂礬礦物進行研磨，得到粒徑為140目的礦物顆粒；
[0035](2)按照一定的固-液質量比1:3.5，將高鎂溶液和第一步中所得較小顆粒的礦物混合；
[0036](3)控制溫度為25°C，并利用攪拌裝置，對第二步驟中的混合物進行攪拌；
[0037](4)待第三步驟中的混合物攪拌1.5小時后，進行固-液分離，得到粗光鹵石產品(KCl.MgCl2.6H20含量為33% )，液相返回至第二步驟。
【主權項】
1.一種利用鹽田軟鉀鎂礬類礦物和高鎂溶液轉化制取光鹵石的方法，包括: 1)將鹽田礦物進行研磨，得到粒徑不大于100目的顆粒； 2)將高鎂溶液和步驟I)中所得顆粒按照固-液質量比1:3?1:3.6混合； 3)控制溫度為15-25°C，攪拌反應l_3h； 4)步驟3)的產物進行固-液分離，得到粗光鹵石產品； 所述鹽田礦物為軟鉀鎂礬和/或硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物，所述硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物中氯化鉀和七水合硫酸鎂的質量比為1:2-3。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4)得到的液相返回至步驟2)用于和步驟I)中所得顆粒混合。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高鎂溶液的Mg2+濃度大于7.0wt % , S042_濃度低于 2wt% ο4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述高鎂溶液為鹽田鹵水蒸發至氯化鎂飽和時的溶液。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸型鹽湖鹵水中的鉀混鹽礦物中氯化鉀和七水合硫酸鎂的質量比為1:2.5。
【專利摘要】本發明公開了一種利用鹽田軟鉀鎂礬類礦物和高鎂溶液轉化制取光鹵石的方法，包括：1)將鹽田礦物進行研磨，得到粒徑不大于100目的顆粒；2將高鎂溶液和步驟1)中所得顆粒)按照固-液質量比1:3～1:3.6混合；3)控制溫度為15-25℃，攪拌反應1-3h；4)步驟3)的產物進行固-液分離，得到粗光鹵石產品。本發明利用高鎂溶液和軟鉀鎂礬礦轉化制取光鹵石，解決了鹽田鉀肥生產過程中產生的其他含鉀礦物及老鹵的綜合利用問題，為鹽湖鉀礦資源高效利用提供技術支持。
【IPC分類】C01F5/30, C01D3/04
【公開號】CN104891532
【申請號】CN201510287316
【發明人】付振海, 張志宏, 馬艷芳, 董生發, 張永明, 趙冬梅, 安東, 胡天琦
【申請人】中國科學院青海鹽湖研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月29日