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不溶性含钾岩石资源研发状况
发表日期:2019/3/11       点击:28

不溶性含钾岩石资源研发状况

(一) 国外不溶性含钾岩石资源研发状况

对于不溶性含钾岩石,国外相关的研究开发只在少数国家进行,比较典型的是前苏联。

在前苏联,由于铝土矿资源相对匮乏,有部分氧化铝厂以含钾页岩为原料来生产氧化铝,并综合 利用回收钾,而且已有工业化生产厂。比较典型的企业有皮卡列夫铝厂,以含钾岩石霞石为原料,生 产氧化铝,副产碳酸钾、碳酸钠;_洛沃巴德铝厂,以明矾石为原料,生产氧化铝,副产硫酸、硫酸 钾和五氧化二钒前者采用碱法,后者采用酸法。他们的研究和产业化技术都以提取氧化铝为主线, 兼顾回收钾盐,残渣则作为建筑材料辅料或直接作为建筑材料及其原料。

对于含钾页岩中圾难处理的钾长石的综合利用研究,国外矿石由于含铁低,钾长石矿物纯度相对 较卨,矿物嵌布关系简单,多经过简单选矿除铁以后作为优质钾长石原料用作陶瓷、玻璃原料对于 化工综合处理尚没有成熟的技术可以借鉴。

(二) 国内不溶性含钾岩石资源研发状况

国内针对含钾岩石的研究始于20世纪60年代,以运用云南霞石进行的研究较为典型,所采用的 工艺包括水化学法和烧结法,目前已有投资人在云南计划投资进行工业实践。

针对不溶性含钾岩石(以下称含钾岩石)的研究开发技术,国内的研究归纳起来有以下几种方法

|>以钾长石等为主的含钾岩石矿经选矿作为陶瓷、玻璃原料,这在国内已有成熟的工业实践P — 般要求原矿石嵌布关系简单,钾长石矿物纯度好,易于选矿除杂。对于复杂嵌布关系的矿,由于选矿 除杂效果差,一般不适用。中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所曾对国内一些不溶性含钾岩石矿 进行过选矿试验研究,主要针对钾长石矿进行,目的在于降低矿石中的含铁杂质,以满足玻璃、陶瓷 生产原料的需要。

2) 利用窑灰挥发法回收利用钾。此方法的实质在于用含钾岩石作为水泥原料,在高温下部分氧化 钾挥发出来富集在窑灰中,进而通过窑灰回收钾。由于受挥发率的限制,钾的回收率较低

3) 食盐钠化焙烧法。此工艺的实质在于利用钠离子很好的渗透性和氯根的化学活动性,在高温下 破坏含钾岩石稳定的化学结构,从而将钾转化为可溶性的氯化钾该方法的缺陷在于回收率低,设备 腐蚀严重,环境污染大,目前难于产业化。

4) 酸法处理含钾岩石。该工艺的实质在于通过加温酸解来破坏含钾岩石的结构由此法衍生的工 艺包括HC1法、^504法、硝酸法、硫酸铵焙烧法、水明矾法、碱式硫酸铝法等,发表的专利很多。 但由于终端产品结构简单、价值较低,加上酸再生困难,设备腐蚀严重,环境治理成本较高,W而难 于实现工业化。

5) 细菌解钾法。该工艺采用细菌对硅矿物溶蚀,从而破坏钾长石的结构而得到可溶性钾。目前 广泛应用的菌种主要是硅酸盐细菌。硅酸盐细菌对不同晶体结构的矿物具有明显不同的解钾效果,相 比之下,硅酸盐细菌对伊利石(钾陚存于层间域中)的解钾效果明a强于对柙长石(钾赋存于结构问 隙中)的解钾作用在有多种矿物共存的条件下,细菌会因矿物晶体结构的不同,在作用强弱或快慢 上表现出明显的差异,从而对不同类型的矿物产生不同程度的破坏作用。硅酸盐细菌对矿物的这种破 坏作用因矿物产地、矿物结晶程度、伴生矿物状况而有所区別该工艺随着生物技术的发展应是一个 较好的方法,但在目前限于细菌培育成本较高,产业化前景不大。页岩的综合利用研究有助于挖掘非 溶性钾盐资源的经济价值,缓解我国水溶性钾盐资源不足的局面,开辟我国钾盐/钾肥生产的新资源和 新技术,对保障和提高河南省乃至我国农业可用钾资源储量有重要的科学技术意义。

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