CN109179434A - 一种低品质钾长石的除铁工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低品质钾长石的除铁工艺，涉及选矿工艺技术领域，本发明的低品质钾长石的除铁工艺包括以下步骤：(1)制备钾长石砂粉，(2)制备钾长石精粉，(3)酸浸除铁，(4)冲洗钾长石，(5)酸洗液的回收和(6)干燥；本发明有效解决了低品质钾长石中含铁量高的问题，通过一系列的处理得到高品质和高纯度的钾长石粉，该提纯工艺不仅能够满足国内玻璃、陶瓷、搪瓷等行业对高白度长石砂粉的要求，同时还具有生产效率高、能耗低、无害无污染等特点。

Description

一种低品质钾长石的除铁工艺
【技术领域】
本发明涉及选矿工艺技术领域，具体涉及一种低品质钾长石的除铁工艺。
【背景技术】
长石是一种含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿物，它有很多种，如钾长石、钠长石、钙长石、透长石等。它们都具有玻璃光泽，颜色多种多样，有无色的，有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色、黑色等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的，之所以有色或不完全透明，是因为含有其他杂质。有些成块状，有些成板状、有些成柱状或针状等。其中钾长石是一种重要的工业原料，用途广泛，主要用于陶瓷、玻璃、搪瓷等工业。但天然钾长石矿石中通常含有云母、电气石，石英，弱磁性铁矿物等，有些风化矿石还含有高岭土，这些杂质成分复杂，使得钾长石在许多工业领域的应用受到限制，因此需通过物理、化学处理等手段精选有用矿物，除去杂质成分，降低有害元素的含量，以达到工业利用的技术指标。
目前国内生产钾长石原料的厂家大多是采用多级磁选的办法除去磁性铁质。近年来随着新型建筑玻璃、建筑陶瓷和日用陶瓷工业的飞速发展以及环境保护的迫切要求，对钾长石的品级和含铁量要求越来越高，现有的技术难以满足发展的需要，这就对钾长石的深加工技术及工艺提出了更高的要求。
【发明内容】
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低品质钾长石的除铁工艺，本发明有效解决了低品质钾长石中含铁量高的问题，通过一系列的处理得到高品质和高纯度的钾长石粉，该提纯工艺不仅能够满足国内玻璃、陶瓷、搪瓷等行业对高白度长石砂粉的要求，同时还具有生产效率高、能耗低、无害无污染等特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种低品质钾长石的除铁工艺，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)酸浸除铁：先将25-35％的盐酸溶液作为酸浸液置于酸浸除铁池中，再将经步骤(2)处理后的钾长石精粉置于酸浸除铁池中，加入1-2％羟肟酸水溶液，混合均匀，室温下酸浸除铁2-3天，得到经酸浸除铁后的钾长石；
(4)冲洗钾长石：用压滤机将步骤(3)中的物料进行过滤，得到滤饼，用循环水冲洗滤饼4-5次，收集冲洗滤饼后的第一冲洗液于第一中和池中，第一冲洗液为强酸性黄色液体；然后再用循环水冲洗上述滤饼5-6次，收集第二冲洗液于第二中和池中，第二冲洗液为弱酸性无色液体；
(5)酸洗液的回收：将第一冲洗液与第二冲洗液混合，得到酸洗报废液，在Cl-：Fe3+的摩尔比≥30的含铁的酸洗报废液中，加入季铵盐，所述季铵盐的加入量按摩尔比计，季铵盐：含铁的酸洗报废液为2-5:1搅拌形成沉淀，静置、固液分离，所得液相经吸附剂吸附后回收，作为酸洗液循环使用；
(6)干燥：对经步骤(4)处理后的滤饼进行干燥，制得除铁后的钾长石粉。
本发明中，进一步地，所述步骤(1)中钾长石砂粉的粒径为60-100目。
本发明中，进一步地，所述步骤(3)中的酸浸液浸泡量为：每100g钾长石精粉加入60-70ml酸浸液的比例加入酸浸液。
本发明中，进一步地，所述步骤(3)的酸浸除铁是在95-110℃的温度下搅拌并恒温1-2h，使之充分反应后，再在室温下酸浸除铁2天。
本发明中，进一步地，所述步骤(4)中滤饼与循环水的固液比为1:3-5。
本发明中，进一步地，所述步骤(5)中在Cl-：Fe3+的摩尔比＜30的含铁的酸洗报废液中，加入可溶性氯源，使得含铁的酸洗报废液中Cl-：Fe3+的摩尔比≥30。
本发明中，进一步地，所述步骤(5)中的季铵盐为四丙基氯化铵、四甲基氯化铵、甲基三丁基氯化铵、十二烷三甲基氯化铵、十四烷三甲基氯化铵、苄基三丁基氯化铵中的一种或它们的任意组合。
本发明中，进一步地，所述步骤(5)中的吸附剂选自活性炭、碳纳米管、石墨烯中的任意一种。
本发明中，进一步地，所述可溶性氯源选自氯化钠、氯化钾中的一种。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明的低品质钾长石除铁工艺，有效解决了低品质钾长石中含铁量高的问题，通过一系列的处理得到高品质和高纯度的钾长石粉，该提纯工艺不仅能够满足国内玻璃、陶瓷、搪瓷等行业对高白度长石砂粉的要求，同时还具有生产效率高、能耗低、无害无污染等特点。
2.本发明的除铁工艺首先针对钾长石中含有云母进行处理，钾长石中含有云母，而含铁量高是云母所引起的，由于云母具有硬度低、比重轻的特点，根据这些特点，本发明首先将钾长石先在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后的沙粒用水冲洗，去掉表面云母，经冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，钾长石被碾磨成细沙粒沉淀得到钾长石精粉，接着通过酸浸进行进一步除铁，酸浸过程中氧化铁杂质溶解在混酸浸液中，羟肟酸作褐铁矿的活化剂，能够促进铁元素充分溶解于酸浸液中，从而达到有效除铁的目的，接着用循环水对钾长石进行清洗，将得到的酸洗报废液进行处理，通过在酸性的条件下，对含铁的酸洗报废液的Fe3+的沉淀处理，沉淀过滤分离后的滤液，经活性碳吸附处理，进一步除去废酸中的少量未能形成沉淀的Fe3+，除铁后的报废酸因处理前后浓度不变，可再经回收作为酸浸液循环使用；同时滤渣经过高温焙烧转化为氧化铁，也可作为原材料回收利用；本发明能够在充分除铁的同时，将酸浸液循环使用，整个处理过程可实现零排放，从而实现绿色循环生产。
【具体实施方式】
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
实施例1
本实施例提供的一种低品质钾长石的除铁工艺，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到粒径为60目的钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)酸浸除铁：先将25％的盐酸溶液作为酸浸液置于酸浸除铁池中，再将经步骤(2)处理后的钾长石精粉置于酸浸除铁池中，每60ml酸浸液中加入100g钾长石精粉，接着加入1％羟肟酸水溶液，混合均匀，在95℃的温度下搅拌并恒温1-2h，使之充分反应后，再在室温下酸浸除铁2天，得到经酸浸除铁后的钾长石；
(4)冲洗钾长石：用压滤机将步骤(3)中的物料进行过滤，得到滤饼，用循环水冲洗滤饼4次，滤饼与循环水的固液比为1:3，收集冲洗滤饼后的第一冲洗液于第一中和池中，第一冲洗液为强酸性黄色液体；然后再用循环水冲洗上述滤饼5次，收集第二冲洗液于第二中和池中，第二冲洗液为弱酸性无色液体；
(5)酸洗液的回收：将第一冲洗液与第二冲洗液混合，得到酸洗报废液，在Cl-：Fe3+的摩尔比≥30的含铁的酸洗报废液中，加入季铵盐，所述季铵盐的加入量按摩尔比计，季铵盐：含铁的酸洗报废液为2:1搅拌形成沉淀，静置、固液分离，所得液相经吸附剂吸附后回收，作为酸洗液循环使用；若酸洗报废液中的Cl-：Fe3+的摩尔比＜30，则加入可溶性氯源，使得含铁的酸洗报废液中Cl-：Fe3+的摩尔比≥30；上述季铵盐为十二烷三甲基氯化铵；吸附剂选自碳纳米管；可溶性氯源选自氯化钾；
(6)干燥：对经步骤(4)处理后的滤饼进行干燥，制得除铁后的钾长石粉。
实施例2
本实施例提供的一种低品质钾长石的除铁工艺，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到粒径为80目的钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)酸浸除铁：先将30％的盐酸溶液作为酸浸液置于酸浸除铁池中，再将经步骤(2)处理后的钾长石精粉置于酸浸除铁池中，每65ml酸浸液中加入100g钾长石精粉，接着加入1.5％羟肟酸水溶液，混合均匀，在105℃的温度下搅拌并恒温1.5h，使之充分反应后，再在室温下酸浸除铁2天，得到经酸浸除铁后的钾长石；
(4)冲洗钾长石：用压滤机将步骤(3)中的物料进行过滤，得到滤饼，用循环水冲洗滤饼4次，滤饼与循环水的固液比为1:4，收集冲洗滤饼后的第一冲洗液于第一中和池中，第一冲洗液为强酸性黄色液体；然后再用循环水冲洗上述滤饼5次，收集第二冲洗液于第二中和池中，第二冲洗液为弱酸性无色液体；
(5)酸洗液的回收：将第一冲洗液与第二冲洗液混合，得到酸洗报废液，在Cl-：Fe3+的摩尔比≥30的含铁的酸洗报废液中，加入季铵盐，所述季铵盐的加入量按摩尔比计，季铵盐：含铁的酸洗报废液为3:1搅拌形成沉淀，静置、固液分离，所得液相经吸附剂吸附后回收，作为酸洗液循环使用；若酸洗报废液中的Cl-：Fe3+的摩尔比＜30，则加入可溶性氯源，使得含铁的酸洗报废液中Cl-：Fe3+的摩尔比≥30；上述季铵盐为四丙基氯化铵与四甲基氯化铵按照质量比为1:2的比例混合得到；吸附剂为活性炭；可溶性氯源选自氯化钠；
(6)干燥：对经步骤(4)处理后的滤饼进行干燥，制得除铁后的钾长石粉。
实施例3
本实施例提供的一种低品质钾长石的除铁工艺，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到粒径为100目的钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)酸浸除铁：先将35％的盐酸溶液作为酸浸液置于酸浸除铁池中，再将经步骤(2)处理后的钾长石精粉置于酸浸除铁池中，每70ml酸浸液中加入100g钾长石精粉，接着加入1-2％羟肟酸水溶液，混合均匀，在110℃的温度下搅拌并恒温2h，使之充分反应后，再在室温下酸浸除铁3天，得到经酸浸除铁后的钾长石；
(4)冲洗钾长石：用压滤机将步骤(3)中的物料进行过滤，得到滤饼，用循环水冲洗滤饼5次，滤饼与循环水的固液比为1:5，收集冲洗滤饼后的第一冲洗液于第一中和池中，第一冲洗液为强酸性黄色液体；然后再用循环水冲洗上述滤饼6次，收集第二冲洗液于第二中和池中，第二冲洗液为弱酸性无色液体；
(5)酸洗液的回收：将第一冲洗液与第二冲洗液混合，得到酸洗报废液，在Cl-：Fe3+的摩尔比≥30的含铁的酸洗报废液中，加入季铵盐，所述季铵盐的加入量按摩尔比计，季铵盐：含铁的酸洗报废液为5:1搅拌形成沉淀，静置、固液分离，所得液相经吸附剂吸附后回收，作为酸洗液循环使用；若酸洗报废液中的Cl-：Fe3+的摩尔比＜30，则加入可溶性氯源，使得含铁的酸洗报废液中Cl-：Fe3+的摩尔比≥30；上述季铵盐为甲基三丁基氯化铵、十二烷三甲基氯化铵和苄基三丁基氯化铵按照质量比为1:2:1的比例混合得到；吸附剂选自石墨烯中；可溶性氯源选自氯化钠；
(6)干燥：对经步骤(4)处理后的滤饼进行干燥，制得除铁后的钾长石粉。
对比例1
本实施例提供的一种低品质钾长石的除铁工艺，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到粒径为80目的钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)云母被碾磨成水浆随水流入第二个水池沉淀；钾长石被碾磨成沙粒，随水冲出沉淀在第一个水池中，将钾长石经离心机脱水或烘干、风干，即可。
效果验证
为了更清楚的说明本发明的实用价值，申请人做以下试验：
将以下四组钾长石经过除铁提纯处理后，测定铁元素含量，并记录数据如表1所示：
第一组：实施例1所述的钾长石的除铁工艺；
第二组：实施例2所述的钾长石的除铁工艺；
第三组：实施例3所述的钾长石的除铁工艺；
第四组：对比例1所述的钾长石的除铁工艺。
表1四组钾长石处理前后铁元素含量对比表
组别 处理前低品质钾长石含铁元素量(％) 处理后钾长石铁元素含量(％)
第一组 1.62％ 0.11％
第二组 1.63％ 0.10％
第三组 1.61％ 0.11％
第四组 1.60％ 0.41％
根据表1数据可知，本发明实施例1-3的钾长石的除铁工艺能够有效去除钾长石中的铁元素，相比较于对比例中的除铁方法，得到了更高品质和高纯度的钾长石粉。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备钾长石砂粉：先将钾长石粗精矿在花岗石轮碾机上碾压，筛去细粉后用水冲洗，去掉表面云母，得到钾长石砂粉；
(2)制备钾长石精粉：经水冲洗后的钾长石沙粒加水再用砌有围边的花岗石轮碾机进行碾磨，随水经筛网流出，得到钾长石精粉；
(3)酸浸除铁：先将25-35％的盐酸溶液作为酸浸液置于酸浸除铁池中，再将经步骤(2)处理后的钾长石精粉置于酸浸除铁池中，加入1-2％羟肟酸水溶液，混合均匀，室温下酸浸除铁2-3天，得到经酸浸除铁后的钾长石；
(4)冲洗钾长石：用压滤机将步骤(3)中的物料进行过滤，得到滤饼，用循环水冲洗滤饼4-5次，收集冲洗滤饼后的第一冲洗液于第一中和池中，第一冲洗液为强酸性黄色液体；然后再用循环水冲洗上述滤饼5-6次，收集第二冲洗液于第二中和池中，第二冲洗液为弱酸性无色液体；
(5)酸洗液的回收：将第一冲洗液与第二冲洗液混合，得到酸洗报废液，在Cl-：Fe3+的摩尔比≥30的含铁的酸洗报废液中，加入季铵盐，所述季铵盐的加入量按摩尔比计，季铵盐：含铁的酸洗报废液为2-5:1搅拌形成沉淀，静置、固液分离，所得液相经吸附剂吸附后回收，作为酸洗液循环使用；
(6)干燥：对经步骤(4)处理后的滤饼进行干燥，制得除铁后的钾长石粉。
2.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(1)中钾长石砂粉的粒径为60-100目。
3.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的酸浸液浸泡量为：每100g钾长石精粉加入60-70ml酸浸液的比例加入酸浸液。
4.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(3)的酸浸除铁是在95-110℃的温度下搅拌并恒温1-2h，使之充分反应后，再在室温下酸浸除铁2天。
5.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(4)中滤饼与循环水的固液比为1:3-5。
6.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(5)中在Cl-：Fe3+的摩尔比＜30的含铁的酸洗报废液中，加入可溶性氯源，使得含铁的酸洗报废液中Cl-：Fe3+的摩尔比≥30。
7.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(5)中的季铵盐为四丙基氯化铵、四甲基氯化铵、甲基三丁基氯化铵、十二烷三甲基氯化铵、十四烷三甲基氯化铵、苄基三丁基氯化铵中的一种或它们的任意组合。
8.根据权利要求1所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述步骤(5)中的吸附剂选自活性炭、碳纳米管、石墨烯中的任意一种。
9.根据权利要求6所述的一种低品质钾长石的除铁工艺，其特征在于，所述可溶性氯源选自氯化钠、氯化钾中的一种。
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