我国霞石矿资源丰富,已探明的储量即在100亿吨以上,在全国多个省区均有分布。我国霞石矿资源钾、铝元素含量较高,且富含硅资源,钠、铁元素含量较低,因此很具有开发价值。
目前,霞石矿选矿工艺主要有:烧结法、水化法和酸浸法等。
烧结法主要目的是通过烧结分离霞石矿物中的氧化铝、碳酸钾等产品,选矿后的尾矿可用于生产水泥和化肥,但霞石矿中硅元素的利用率较低。
与烧结法的高温不同,水化法可在较低温度下分离霞石中的钾和铝,尾矿中的主要成份为硅酸钙,也可制水泥,但缺点是该选矿工艺较为复杂,尾矿产生量大。
酸浸法可以提升霞石矿中硅元素的回收率,但缺点是钾和铝的回收率会随之降低,且带来较大的环保压力。
综上所述,实际生产中多采用多种方法相结合的选矿工艺回收霞石:
① 霞石矿破碎后使用球磨机磨矿至物料粒度16目以下。
② 向磨矿后的霞石矿中加入碳酸钠,充分混合均匀后采用机械活化方式进行焙烧,焙烧温度为850~950℃,焙烧时间为60~145分钟。
③ 向焙烧后的物料中加水和0.01~0.4mol/L 的NaOH溶液,调整温度为50~95℃,20~120min后进行过滤分离,得到含钾和铝的粗精矿。
④ 向脱硅粗精矿中加入硫酸铵,充分混合均匀后进行二次焙烧操作,焙烧温度为300~600℃,焙烧时间为60~145分钟。
⑤ 向再次焙烧后的物料中加水,调整温度为60~90℃,30~120分钟后进行过滤分离,得到含硅尾矿和含钾的硫酸铝铵溶液。
⑥ 向含钾的硫酸铝铵溶液中加入含铵溶液(氨水或碳酸氢铵),调节溶液的pH值为5.5左右,溶液中的铝沉淀后进行固液分离,得到氢氧化铝固体沉淀和硫酸钾和硫酸铵的混合溶液。
⑦ 对上述溶液进行分步结晶富集,可以得到硫酸钾晶体和硫酸铵晶体,硫酸铵晶体可以返回步骤④作为原料,也可以与步骤⑥中得到的溶液混合作为复合化肥使用。
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