CN109133076A - 一种钾长石除铁工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于矿产资源综合利用技术领域，具体公开了一种钾长石除铁工艺方法。本发明的钾长石除铁工艺方法包括以下步骤：(1)洗矿处理：将钾长石原矿洗去污泥后脱水；(2)二次破碎处理；(3)球磨处理：球磨至钾长石粒径为80‑150目；(4)高压处理：通入二氧化碳形成高压对钾长石颗粒进行处理；(5)硫酸处理：于真空辅助下，将钾长石颗粒、硫酸溶液和二氧化碳混合处理；(6)干燥。本发明的钾长石除铁工艺方法可以有效的除去钾长石中的铁，且硫酸利用率高，降低了废水中的含酸量。

Description

一种钾长石除铁工艺方法
【技术领域】
本发明涉及矿产资源综合利用技术领域，具体涉及一种钾长石除铁工艺方法。
【背景技术】
长石是一种重要的工业矿物，主要用作陶瓷和玻璃的生产原料。玻璃工业长石消费量约占长石总消费量的50-60％，陶瓷工业长石消费量约占长石总消费量的30％,除此之外，钾长石还应用于化工、磨具磨料、玻璃纤维、电焊条生产等行业。在白玻璃的生产中，原料中的铁会对玻璃的透光度和颜色产生不良的影响；在陶瓷生产中，铁易使制品表面产生黑点、熔疤和熔洞。因此，铁含量的高低成了衡量钾长石品质的重要技术指标。
目前，我国可以直接利用的低铁钾长石资源不多，而含铁量高、不除铁就不能利用的钾长石居多，因此，需要经过除铁工艺处理后，才能达到行业使用标准。现有的钾长石除铁技术有浮选法、磁选法、酸浸法等，其中酸浸法通常选用硫酸作为介质，存在硫酸用量多且除铁效果不佳的问题。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种钾长石除铁工艺方法。本发明的钾长石除铁工艺方法可以有效的除去钾长石中的铁，且硫酸利用率高，降低了废水中的含酸量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种钾长石除铁工艺方法，包括以下步骤：
(1)洗矿处理：将钾长石原矿石经过一次破碎至粒度为5-8cm后，通过螺旋溜槽进行洗矿处理，除去污泥后脱水；
(2)二次破碎处理：将以上钾长石通过破碎机破碎至粒度小于1cm；
(3)球磨处理：将上述二次破碎后的钾长石放入球磨机中，细磨至粒径为80-150目，得钾长石颗粒；
(4)高压处理：将上述钾长石颗粒和水混合放入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.04-0.05MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器压力为10-15MPa，并升温至50-55℃，此时，开启搅拌棒搅拌30-40min,在搅拌过程中不断通入二氧化碳使所述高压反应器压力保持在10-15MPa，搅拌完成后，减压抽滤；
(5)硫酸处理：将上述高压处理后的钾长石颗粒放入硫酸溶液中混合后，倒入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.03-0.04MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器的真空度为0.015-0.02MPa，并升温至60-65℃，此时，开启搅拌棒搅拌80-100min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性；
(6)干燥：将上述硫酸处理后的钾长石颗粒置于100-110℃下烘干后，即得钾长石精矿。
进一步的，步骤(3)中，所述钾长石颗粒的粒径为100目。
进一步的，步骤(3)中，所述钾长石颗粒和水的体积比为1:1-2。
进一步的，步骤(4)中，所述搅拌棒搅拌的速度为500-600r/min。
进一步的，步骤(5)中，所述硫酸溶液的体积分数为40-45％。
进一步的，步骤(5)中，所述钾长石颗粒和所述硫酸溶液混合的比例为100g：40-45mL。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的钾长石除铁方法先通过洗矿除去易洗脱的泥质杂质，再采用二氧化碳维持10-15MPa的高压对钾长石颗粒进行搅拌处理，在高压、弱酸性条件下，利于提升钾长石颗粒的含铁物质在酸处理过程中与酸的反应程度；进一步的，在硫酸处理过程中，在真空辅助下，利用二氧化碳消耗硫酸和三氧化二铁反应产生的水，同时增强了反应体系的酸强度，进一步提升了硫酸的反应程度，从而提升了铁杂质的脱除程度。以上步骤结合，有效提升了硫酸除铁的效果，可以有效的除去钾长石中的铁，且硫酸利用率高，降低了废水中的含酸量。
【具体实施方式】
下面将结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。
实施例1
在本实施例中，一种钾长石除铁工艺方法，包括以下步骤：
(1)洗矿处理：将钾长石原矿石经过一次破碎至粒度为5cm后，通过螺旋溜槽进行洗矿处理，除去污泥后脱水；
(2)二次破碎处理：将以上钾长石通过破碎机破碎至粒度小于1cm；
(3)球磨处理：将上述二次破碎后的钾长石放入球磨机中，细磨至粒径为80目，得钾长石颗粒；
(4)高压处理：将上述钾长石颗粒、水按体积比1:1混合后放入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.04MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器压力为10MPa，并升温至50℃，此时，开启搅拌棒于500r/min的转速下搅拌30-40min,在搅拌过程中不断通入二氧化碳使所述高压反应器压力保持在10MPa，搅拌完成后，减压抽滤；
(5)硫酸处理：将上述高压处理后的钾长石颗粒和体积分数为40％的硫酸溶液按100g：40mL的比例混合后，倒入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.03MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器的真空度为0.015MPa，并升温至60℃，此时，开启搅拌棒于100r/min的速度下搅拌80min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性；
(6)干燥：将上述硫酸处理后的钾长石颗粒置于100℃下烘干后，即得钾长石精矿。
实施例2
在本实施例中，一种钾长石除铁工艺方法，包括以下步骤：
(1)洗矿处理：将钾长石原矿石经过一次破碎至粒度为6cm后，通过螺旋溜槽进行洗矿处理，除去污泥后脱水；
(2)二次破碎处理：将以上钾长石通过破碎机破碎至粒度小于1cm；
(3)球磨处理：将上述二次破碎后的钾长石放入球磨机中，细磨至粒径为100目，得钾长石颗粒；
(4)高压处理：将上述钾长石颗粒、水按体积比1:1.5混合后放入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.045MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器压力为12MPa，并升温至53℃，此时，开启搅拌棒于550r/min的转速下搅拌30-40min,在搅拌过程中不断通入二氧化碳使所述高压反应器压力保持在12MPa，搅拌完成后，减压抽滤；
(5)硫酸处理：将上述高压处理后的钾长石颗粒和体积分数为43％的硫酸溶液按100g：43mL的比例混合后，倒入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.035MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器的真空度为0.018MPa，并升温至63℃，此时，开启搅拌棒于120r/min的速度下搅拌90min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性；
(6)干燥：将上述硫酸处理后的钾长石颗粒置于105℃下烘干后，即得钾长石精矿。
实施例3
在本实施例中，一种钾长石除铁工艺方法，包括以下步骤：
(1)洗矿处理：将钾长石原矿石经过一次破碎至粒度为8cm后，通过螺旋溜槽进行洗矿处理，除去污泥后脱水；
(2)二次破碎处理：将以上钾长石通过破碎机破碎至粒度小于1cm；
(3)球磨处理：将上述二次破碎后的钾长石放入球磨机中，细磨至粒径为150目，得钾长石颗粒；
(4)高压处理：将上述钾长石颗粒、水按体积比1:2混合后放入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.05MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器压力为15MPa，并升温至55℃，此时，开启搅拌棒于600r/min的转速下搅拌40min,在搅拌过程中不断通入二氧化碳使所述高压反应器压力保持在15MPa，搅拌完成后，减压抽滤；
(5)硫酸处理：将上述高压处理后的钾长石颗粒和体积分数为45％的硫酸溶液按100g：45mL的比例混合后，倒入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.04MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器的真空度为0.02MPa，并升温至65℃，此时，开启搅拌棒于150r/min的速度下搅拌100min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性；
(6)干燥：将上述硫酸处理后的钾长石颗粒置于110℃下烘干后，即得钾长石精矿。
效果验证:
实验组1-3：以实施例1-3的方法制备得到的钾长石精矿作为实验组1-3；
对照组1：以与实施例1基本相同的方法制备得到的钾长石精矿作为对照组1，不同之处在于：未进行高压处理；
对照组2：以与实施例1基本相同的方法制备得到的钾长石精矿作为对照组2，不同之处在于：在硫酸处理时，未采用真空进行辅助，也未通入二氧化碳；
空白组：该组的钾长石精矿由以下方法制备而得：将钾长石原矿经过实施例1中的步骤(1)-(3)之后，直接和体积分数为40％的硫酸溶液按100g：40mL的比例混合后，于120r/min的速度下搅拌90min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性，然后干燥得到。
以上各组的钾长石原矿均取自湖南某矿山的块状钾长石，经过实验测定，该块状钾长石的含铁量为：1.25％。
在其余条件一致的情况下，对以上各组钾长石精矿的含铁量和白度(1180℃)进行测定，结果见表1：
表1各组钾长石精矿的含铁量和白度
组别 含铁量(％) 白度(％)
实验组1 0.087 73
实验组2 0.085 74
实验组3 0.088 73
对照组1 0.207 63
对照组2 0.184 65
空白组 0.379 57
由表1可知，含铁量：实验组1-3<对照组1-2<空白组，白度：实验组1-3>对照组1-2>空白组，说明相对于现有的硫酸除铁方法，本发明通过二氧化碳结合高压处理、真空处理可有效促进硫酸的除铁效果，有效降低了钾长石中的含铁量。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)洗矿处理：将钾长石原矿石经过一次破碎至粒度为5-8cm后，通过螺旋溜槽进行洗矿处理，除去污泥后脱水；
(2)二次破碎处理：将以上钾长石通过破碎机破碎至粒度小于1cm；
(3)球磨处理：将上述二次破碎后的钾长石放入球磨机中，细磨至粒径为80-150目，得钾长石颗粒；
(4)高压处理：将上述钾长石颗粒和水和混合放入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.04-0.05MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器压力为10-15MPa，并升温至50-55℃，此时，开启搅拌棒搅拌30-40min,在搅拌过程中不断通入二氧化碳使所述高压反应器压力保持在10-15MPa，搅拌完成后，减压抽滤；
(5)硫酸处理：将上述高压处理后的钾长石颗粒放入硫酸溶液中混合后，倒入高压反应器中，先将所述高压反应器抽真空至真空度为0.03-0.04MPa，然后充入纯度为99％以上的二氧化碳至所述高压反应器的真空度为0.015-0.02MPa，并升温至60-65℃，此时，开启搅拌棒搅拌80-100min，搅拌完成后，过滤，水洗至滤液呈中性；
(6)干燥：将上述硫酸处理后的钾长石颗粒置于100-110℃下烘干后，即得钾长石精矿。
2.根据权利要求1所述一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，步骤(3)中，所述钾长石颗粒的粒径为100目。
3.根据权利要求1所述一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，步骤(3)中，所述钾长石颗粒和水的体积比为1:1-2。
4.根据权利要求1所述一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，步骤(4)中，所述搅拌棒搅拌的速度为500-600r/min。
5.根据权利要求1所述一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，步骤(5)中，所述硫酸溶液的体积分数为40-45％。
6.根据权利要求1所述一种钾长石除铁工艺方法，其特征在于，步骤(5)中，所述钾长石颗粒和所述硫酸溶液混合的比例为100g：40-45mL。
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