CN104805311B - 一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其步骤如下：准备含铷长石；一段焙烧磨浸：在含铷长石中加入氯盐，在800~1000℃温度下进行焙烧，氯盐在含铷长石中加入的重量比为1：0.1~1.2，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ；二段焙烧磨浸，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ；溶液提铷；将浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并后净化处理，碳酸化净化除去Li、K、Ca、Mg等元素，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收，结晶物做为硅钾钙肥的钾原料；浸渣Ⅱ作为硅肥基料。采用本发明，一方面实现了含铷长石中的铷提纯回收，另一方面能联产硅肥基料，为含铷长石的综合利用开辟了一条新的道路。

Description

一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法

技术领域

本发明涉及矿物质提取技术以及矿物肥料领域，具体是一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法。

背景技术

铷及其化合物的一些独特特性已显示出极大的应用前景和重要的科学与商业价值。

铷是典型的分散元素，在自然界分布很广，但至今未发现有铷的集中矿床。铷常与锂、钾、铯等形成多金属矿物。目前，我国的铷资源主要从固体铯榴石和锂云母等金属产出时得到副产物。新疆是我国最早的铷生产基地，江西宜春是当下最主要的产地。

宜春钽铌矿属钠含铷长石化——锂云母化花岗岩含钽、铌、锂、鉫、铯等多种稀有金属大型矿床，经洗矿后将脱除的原生细泥进入原生泥工段单独处理，洗后矿石经三段一闭路破碎，碎矿产品进入磨重工段。经两段磨矿、选别产出钽铌精矿，磨重工段分级脱出的次生细泥进行单独处理，磨重尾矿经脱泥后进行浮选产出锂云母精矿，浮选尾矿经筛分、隔阻、磁选、脱水产出粗粒含铷长石，溢流合并经浓缩产出细粒含铷长石。宜春钽铌矿主产钽铌精矿、综合回收锂云母精矿和含铷长石粉。目前含铷长石粉主要用于陶瓷制备，价格约200元/吨

十二五以来，国内广东、甘肃、陕西、浙江等地陆续发现以矿石形式存在的钽铌铷等稀有金属矿产资源。在西部该类铷资源若单一提铷，将产生大量的尾渣，且不经济；若按江西现有技术处理，则因陶土业需求不旺，约占原矿重70%含铷长石类矿物无出处，没有竞争优势。

目前矿物肥料价格均价为1500~8000元/t，铷盐价格均价为5000元/kg，采用含铷长石精矿，提取铷并联产硅肥（矿物枸溶性肥料），可产生更高的市场价值和环保效益。

硅肥作为肥料在提供养分的同时，又可当做土壤调理剂，具有保水和改良土壤的作用。此外，硅肥兼有防病功能、防虫功能以及对土壤重金属污染、酸化、盐渍化等障碍性土壤有一定治理效果

我国土壤现状是大面积缺硅，如果按照日本的标准，我国50%以上耕地缺硅，全国每年需要硅肥3500万吨。硅肥以其无毒、无味、不变质、不流失、无公害等突出优点，正逐渐成为代表绿色生态农业的优质肥料。目前，在日本、美国、澳大利亚等发达国家与地区，硅肥已被大面积推广和使用。

公开号为CN103045861A，公开日为 2013年4月17日的中国专利文献公开了一种铷的提取方法，包括原料处理、碱浸、萃取、反萃步骤，具体包括：取原料含铷长石进行粉碎备用；在经处理后的原料中加入液固比为1~6的碱性溶液混合后置入加压反应釜中进行反应，形成料浆，过滤，滤渣作为水泥生产原料，滤液备用；滤液加入体积比为1~5的萃取剂t-BAMBP进行萃取，得到铷负载有机相；在铷负载有机相中加入体积比为1~8的HCl进行反萃得到氯化铷。该发明采用加压反应釜对原料含铷长石进行碱性浸出，能显著提高铷的浸出率，浸出率达到98%以上，且反应时间短，最短时间为0.5h，为含铷长石的综合利用提供了条件。

但以上述专利文献为代表的现有处理工艺，并未涉及到利用含铷长石提铷联产硅肥，目前，该领域还是一片空白。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，采用本发明，一方面实现了含铷长石中的铷提纯回收，另一方面能联产硅肥基料，为含铷长石的综合利用开辟了一条新的道路。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其特征在于：步骤如下：

含铷长石备料磨矿：

含铷长石备料磨矿（粒度小于74μm的超过60%以上）；

一段焙烧磨浸：

在含铷长石中加入氯盐，在800~1000℃温度下进行焙烧，氯盐在含铷长石中加入的重量比为1：0.1~1.2，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ；

二段焙烧磨浸：

将浸渣Ⅰ、氯盐和改性剂按重量比为1：0.1~1.2：0.12~0.85的比例在800~1000℃温度下进行焙烧，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ；

溶液提铷：

将浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并收集后，经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li等杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；

浸渣Ⅱ作为硅肥基料。

更进一步的，本发明还具有硅肥复配均化步骤：

浸渣Ⅱ作为硅肥基料，根据复合矿物肥料规格的要求，进行复配均化、称重包装。

所述氯盐为NaCl、KCl、CaCl₂中任一种或两种以上的任意混合物。

所述改性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、硼镁石中的任一种或两种以上的混合物。

所述的含铷长石通过下述步骤得来的：

选矿物理分离：

低品位钽铌铷稀有金属矿磨矿分级，浮选得到锂云母，重强磁选别铌钽矿物得到铌钽精矿，浮选分离石英和含铷长石；锂云母、铌钽精矿和石英作为产品直接销售；含铷长石中的铷达到边界品位，作为提铷联产硅肥备用；

洗涤粗磨：

含铷长石加水进入磨矿机粗磨，洗涤含铷长石表面的选矿药剂，粗磨铷长石（粒度小于74μm的超过60%以上）。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本发明中，采用一段焙烧磨浸、二段焙烧磨浸，即采用两段焙烧磨浸的方式，一段焙烧磨浸可将大部分铷元素浸出，二段焙烧磨浸可兼顾回收部分铷和浸渣焙烧改性的优点，通过两段焙烧磨浸可将大部分铷浸出进入溶液，且浸渣可以达到改性作为硅肥基料的目的，同时降低整个提铷工艺的成本。

2、本发明中，一段焙烧磨浸中，氯盐在含铷长石中加入的重量比为1：0.1~1.2，在800~1000℃温度下进行焙烧，类质同象存在于硅酸盐中的铷转换为可水溶性的氯化铷，长石中的SiO₂部分得到活化，但浸渣Ⅰ达不到硅肥基料得要求。

二段焙烧磨浸中采用将浸渣Ⅰ、氯盐和改性剂按1：0.1~1.2：0.12~0.85的比例在800~1000℃温度下进行焙烧，残存于硅酸盐中的铷部分转换为可水溶性的氯化铷，浸渣中的SiO₂得到强化改性活化，达到了硅肥基料得要求，且铷的浸出率可达到90%以上。

3、本发明中，含铷长石选取粒度至74μm60%以上的，有利于促进高温熔融状态下的氯盐与类质同象存在于硅酸盐中的铷的碰撞置换反应，若粒度过低，生成氯化铷的效果将下降。

综上所述，采用本工艺步骤，一方面，实现了含铷长石中的铷提纯回收，另一方面能联产硅肥基料，为含铷长石的综合利用开辟了一条新的道路。

同时，本发明中的含铷长石采用选矿物理分离得来，更为具体的说，是从低品位钽铌铷稀有金属矿中得来，从而为低品位钽铌铷稀有金属矿清洁无尾综合利用开辟了一条新的道路。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

作为本发明的一较佳实施方式，其步骤如下：

含铷长石备料磨矿：

含铷长石备料磨矿，粒度小于74μm的超过60%以上。

一段焙烧磨浸：

在含铷长石中加入氯盐，在800~1000℃温度下进行焙烧，氯盐在含铷长石中加入的重量比为1：0.1~1.2，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ；

二段焙烧磨浸：

将浸渣Ⅰ、氯盐和改性剂按重量比为1：0.1~1.2：0.12~0.85的比例在800~1000℃温度下进行焙烧，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ；

溶液提铷：

将浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并收集后，经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li等杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；

碳酸化净化处理具体是指先加入氢氧化钠，将p|H值调到11-13，然后加入碳酸钠，除去Ca、Mg、Li杂质，然后净化液浓缩，通入二氧化碳，生成结晶物碳酸氢钾，除去大部分K杂质。

硅肥复配均化：

浸渣Ⅱ作为硅肥基料，根据复合矿物肥料规格的要求，进行复配均化、称重包装。

所述氯盐为NaCl、KCl、CaCl₂中任一种或两种以上的任意混合物。所述改性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、硼镁石中的任一种或两种以上的混合物。

实施例2

作为本发明一具体应用实例，其包括以下步骤：低品位钽铌铷稀有金属矿磨矿分级，浮选得到锂云母，重强磁选别铌钽矿物得到铌钽精矿，浮选分离石英和含铷长石。锂云母、铌钽精矿、石英产品可作为产品直接销售。含铷长石中的铷达到边界品位，采用冶金工艺进行提铷联产硅肥。1000g含铷含铷长石（Rb₂O 0.81%，SiO₂ 49.07%，K₂O 7.8%，CaO 1.6%）加500ml水进入磨矿机粗磨，洗涤含铷长石表面的选矿药剂，粗磨5min，含铷长石粒度74μm62%。固液分离，洗涤干净的含铷长石加入220gCaCl₂混合造球烘干，在950℃温度下进行焙烧60min。焙砂进入磨矿机加1L水以25r/min常温磨浸20min，磨浸后采用水三段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ。

浸渣Ⅰ配加150g氯化钠、和253g Na₂CO₃在880℃温度下进行焙烧60min。焙砂进入磨矿机加1L水以25r/min常温磨浸20min，磨浸后采用水三段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ，浸渣Ⅱ有效SiO₂可达72.65%，浸渣Ⅱ经毒性浸出试验测试均达到国家标准要求。浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并处理，计算铷浸出率达95.78%，浸液经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li等杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；浸渣Ⅱ作为硅肥基料根据复合矿物肥料规格的要求，加入钾盐、钙盐进行复配均化、称重包装。

实施例3

作为本发明又一具体应用实例，其包括以下步骤：低品位钽铌铷稀有金属矿磨矿分级，浮选得到锂云母，重强磁选别铌钽精矿物得到铌钽精矿，浮选分离石英和含铷长石。锂云母、铌钽精矿、石英产品可作为产品直接销售。含铷长石中的铷达到边界品位，采用冶金工艺进行提铷联产硅肥。2kg含铷长石（Rb₂O 2.5%，SiO₂ 52.05%，K₂O 12.6%，CaO 1.2%）加1L水进入磨矿机粗磨，洗涤含铷长石表面的选矿药剂，粗磨10min，含铷长石粒度74μm70%。固液分离，洗涤干净的含铷长石加入0.9 kgCaCl₂混合造球烘干，在950℃温度下进行焙烧80min。焙砂进入磨矿机加1L水以30r/min常温磨浸40min，磨浸后采用水二段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ。

浸渣Ⅰ配加0.5kg氯化钠、和0.52 kg Na₂CO₃在880℃温度下进行焙烧50min。焙砂进入磨矿机加1L水以30r/min常温磨浸40min，磨浸后采用水三段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ，浸渣Ⅱ有效SiO₂可达78.37%，浸渣Ⅱ取样经毒性浸出试验测试均达到国家标准要求。浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并处理，计算铷浸出率达98.39%，浸液经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li等杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；浸渣Ⅱ作为硅肥基料根据复合矿物肥料规格的要求，加入钾盐、钙盐进行复配均化、称重包装。

实施例4

作为本发明又一具体应用实例，其包括以下步骤：低品位钽铌铷稀有金属矿磨矿分级，浮选得到锂云母，重强磁选别铌钽精矿物得到铌钽精矿，浮选分离石英和含铷长石。锂云母、铌钽精矿、石英产品可作为产品直接销售。含铷长石中的铷达到边界品位，采用冶金工艺进行提铷联产硅肥。50kg含铷长石（Rb₂O 2.5%，SiO₂ 52.05%，K₂O 12.6%，CaO 1.2%）加1000ml水进入磨矿机粗磨，洗涤含铷长石表面的选矿药剂，粗磨10min，含铷长石粒度74μm70%。固液分离，洗涤干净的含铷长石加入15 kgCaCl₂混合造球烘干，在920℃温度下进行焙烧60min。焙砂进入磨矿机加20L水以60r/min常温磨浸40min，磨浸后采用水三段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ。浸渣Ⅰ配加15kg氯化钠、和5 kg K₂CO₃在880℃温度下进行焙烧60min。焙砂进入磨矿机加1L水以60r/min常温磨浸40min，磨浸后采用水三段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ，浸渣Ⅱ有效SiO₂可达75.32%，浸渣Ⅱ取样经毒性浸出试验测试均达到国家标准要求。浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并处理，计算铷浸出率达96.43%，浸液经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li等杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；浸渣Ⅱ作为硅肥基料根据复合矿物肥料规格的要求，加入钾盐、钙盐进行复配均化、称重包装。

Claims (4)

1.一种利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其特征在于：步骤如下：

含铷长石备料磨矿：

含铷长石备料磨矿，粒度小于74μm的达到60%以上；

一段焙烧磨浸：

在含铷长石中加入氯盐，在800~1000℃温度下进行焙烧，氯盐在含铷长石中加入的重量比为1：0.1~1.2，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅰ和浸渣Ⅰ；

二段焙烧磨浸：

将浸渣Ⅰ、氯盐和改性剂按重量比为1：0.1~1.2：0.12~0.85的比例在800~1000℃温度下进行焙烧，造球烘干，焙烧时间10~120min，焙烧后的焙砂进入磨矿机加水常温磨浸15~90min，磨浸后采用水2~3段逆流洗涤，得到浸液Ⅱ和浸渣Ⅱ；所述改性剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼镁石中的任一种或两种以上的混合物；

溶液提铷：

将浸液Ⅰ和浸液Ⅱ合并后净化处理，浸液经碳酸化净化处理除去K、Ca、Mg、Li杂质，净化液采用分步沉淀法或萃取法将铷提纯回收；

浸渣Ⅱ作为硅肥基料。

2.根据权利要求1所述的利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其特征在于：还具有硅肥复配均化步骤：

浸渣Ⅱ作为硅肥基料，根据复合矿物肥料规格的要求，进行复配均化、称重包装。

3.根据权利要求1所述的利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其特征在于：所述氯盐为NaCl、KCl、CaCl₂中任一种或两种以上的任意混合物。

4.根据权利要求1所述的利用含铷长石提铷联产硅肥的方法，其特征在于：所述的含铷长石通过下述步骤得来的：

选矿物理分离：

低品位钽铌铷稀有金属矿磨矿分级，浮选得到锂云母，重强磁选别铌钽矿物得到铌钽精矿，浮选分离石英和含铷长石；锂云母、铌钽精矿和石英作为产品直接销售；含铷长石中的铷达到边界品位，作为提铷联产硅肥备用；

洗涤粗磨：

含铷长石加水进入磨矿机粗磨，洗涤含铷长石表面的选矿药剂，粗磨时间5~15min，直至粒度小于74μm的达到60%以上。