明矾石综合利用方法综述

1、| 维普资讯 h ttp:/14总第肌期19弼年第3期安徽化工明矶石综合利用方法综述上空2少：吴国弟许民才轄匝F：诙辜化工学院,230009 J口 MW 什细了明帆石编合利用莎反应原理和六评鼻鋤工若曆其优弊点。 关键词 更疼利用弓耳乞科间恳盒勺 目前7E知的明矶石族矿物有阴种，主要是硫醸盐类，还有磷酸盐一硫酸盐、碑酸 盐、碑酸盐一硫酸盐、磷酸盐类明矶药族矿 物“人忙I通常讲的明矶石是指疏酸盐类钾明 矶石.明矶石是一种有价值的多元索矿严资 源+通过综會利用町以得到一系列含钾r 硫、铝、硅的产殆=明矶石作为化工*冶金的综 合资源+开发研究的历史已经不短.第1次 世界大准以肓一些工业发达而铝土矿资源

2、不 足的国家更加重视明矶石的开发利用工诈. 国内外对明矶石的开发大多都着眼于提取 硫铝、钾虽然已有了几十种匚艺，但综合起 来车外乎鹹法、酸法、酸破联合法二大类。工 艺中具有下列共同步骤：矿石破粹、焙烧脱 水、捉取KQ和SO"铝一铁分馬、铝一硅分 鼠在桟法中重点要擀决的提取和義 的回收、在酸法中、主要需無决铝一诜分离、 酸的回收和设备腐蚀问题"较典型的方法有 还原赠解法、氨喊法、卡伦尼特酸法*U、G 法、硫酸镀分解法*热分解法等" 1还原热解法该法垦逋过明矶石焙焼后还原的方法. 0T先从硫酸铝中排除SO,然后再用碱液处 理还原的明矶石矿，L1工艺流程-'EZ

3、ZSi=lE現鼻附r" t憧成井卑*1Hi1II1-2反应原理脱水培烧tKsSO. * AU<SO. >a - 4AKOH Ja Kg - Ala(SOJ3 + 2AIgOa + 6HaO t还原焙烧半水煤气还原刑；AijCSO* J3 十 3C0 AIQm 十自SO? f 十 3C0j +Al? (SOh 十 3H2 Alz03 十 SSO: 1 + 3HaO t毓还原剂：AL<SOja + 3/4S2(fi)AlJ0E+ 9/2S( +碱涪岀；AL£Oa+2NaOfI2NaAl(X+HzOK.SOAfflKO.C 液)收稱日銅曲S1L瑰| 维普资讯 h

4、 ttp:/总第即期19加平第3 m安徽化工15童| 维普资讯 h ttp:/童| 维普资讯 h ttp:/-F2AKOH)3 |脱硅；2Na.SiO.-k 2NaAK)a -r 4HaO Na/)AOj 2SiO3 2H2O I +4NuOH水解：Na.AlOj + 2H.O-*NaOH + Al(OH)d ；Al(OH)3# 烧'2AROH Al=O,4 aUB f前苏联乘用硫还原刑进行工业化生产* 产品得率较商、防腐问题较少，其存在的主要 冋题是明矶石中可分解so,的提取，在还除 热解法中因为耍兼顾AJCh賊浸活性，这部 分SO?不可能分解得分彻底因而增加了 啟耗并影响到产品钾肥

5、中硫酸钾的含战v温 州址工总厂采用半水煤气作还原捌进行中 试，由于脱水率和分解率都偏低等原四导致 粗钾盐的纯度偏低碱耗较鬲，硫、铝钾三元 索的冋收率不理想因而经济效益差。2氨蔥法该搓是用氮诸液淳取经520V下焙烧的 脱水明矶杆*疏酸鞍、硫酸钾、疏霰钠进人涪 液、所有的轼化铝留在渣卑"渣与硫酸盐请液 分离后用碱潜液溶岀溶岀液经脱硅、分离疳 得氢氧化铝再经锻烧得氧比铝滤液辿理成 钾氮混肥“丽呱压铲21工艺流程址机济A2- S反应原理脱水培烧；览月6 ALOOJ, * 4AUOH>,1 K2S( < AL(SOJ3 + 2A1£O3 BHAJ fK.SL - Al3&

6、lt;SO-P6NHa H/> %SO,+3【NHJ,SO*MS；AKOH + AhO.+ SNaOH-SNaAlO. + 3H.O脱硅匸ZNfl.SiOj + 2NaAl(): + 4H41 NaO Al.O, ZSiO= 2H.0 | 4NaOH水解：加 Agg 晶种一Na()H+AlCOH)3 |AMOH人培烧；2 A1 < OH 打 仝一AIO + 3Ht(.) t氨减迭处理含高岭土较多的矿料时硅 分离较为困唯。另外工艺上蔽固分离较难.收 率较低-成本增高.该法需要大鱼的氨只 能得到钾氨肥3卡伦尼特酸法该迭是用硫酸侵取焙烧后的脱水明帆 杠、分离不溶滾后将潜液申F还膿成氏一

7、井进行明矶结品"将明矶溶解送往压热釜中 水解成碱式明矶并回收稀酸.碱式明矶经锻 烧成含硫醸挪的筑化铝并放岀含硫烟气*烟 气回收制硫酸氧化铝经洗深回收硫酸鲜- 3.1工艺流程童|维普贤讯 nnp:www.cqvip.c0m|16总第81期199年第3期安徽化匚|维普贤讯 nnp:www.cqvip.c0m|维普贤讯 nnp:www.cqvip.c0m|K.SOj 3Alj( 4SCX 9H2O f|维普贤讯 nnp:www.cqvip.c0m|ff,304 丄 I - T"" J "_ £ Sfix!皿叵西拦更"T!*$.嘔: 戻.曜兰

8、 &L. 3?*;忑诈-tAg3- 2反应原理脱水焙烧：K.SO, ALtSO, 4AI(OU).K;S( Ab(S04)3 + 2AU03+6H20 +酸浸K7SOt Al八SOJN 固濟液中_KySO.(液)+A2K 液)AI2Oj + 3H2SO4-AU<SO4)=+3HsOFe3+(固相中)-*FW【液相中)还原；2Fe3' +SO2捱瘪空2F严+SO厂明矶结晶：KESO1 + Al2<SOJa + 24H3O-K2SO< AL(SO4)s 24H.O ；结晶溶解iK;SC Al八SOJ3 24H心f K=SO； +AU(SOJ，+ 24H；O加压水解

9、：K；S(h+：*AlMSOj*+】4HQ 迦區K:SO< 3A1O 4SO3 9H.0 i +5H SOt 碱式明矶慷烧；K,S( + 3Al2OJ+ iS(>) f +9H-0 f以脱处理明矶仃，从理论上来说较戚法 育理+因为过稈本身町以有效地利用阴帆石 固有酸根铝硅分离简零“其缺点在于设备村 质的耐腐冋题一直没有畀到很好解决：铝盐 溶液中除铁困难酸的用量较大而且酸根不 易回收因此若要得到AIQ.产品势必増如 能耗+4 UG法该法是将脱水明矶打粉在水中通氮 处理将硫酸铝分解完全看提取钾氮混肥。含 氧化铝的渣通入二氧化硫处理+得到筱式亚 硫酸铝溶液和含残留氧化铝的渣。后者与浸 岀

10、液分离用硫酸处理成硫酸铝溶液口将上述 两种含铝溶液合并反应而得碱式硫酸铝沉 淀，作铝盐原料或进一步加工成冶金级氧化 铝*4- 2反应原理脱水焙烧K2SO4 * Al (SOs 4A1 (OH)j -*K2SO4 AbO5O6+2Ajd+5HQ f| 维普资讯 h ttp:/总第84期1995年第3期安徽化工nsrriFt(<M03吒氨处理：KeSO. Alf(SO,+ 2Al2O3 + 6NH3 + GHzO KsSO.十 3ALSO$ HQ + 3 CNHJjSO*SO3处理：A*)* * HSO 4- 6SO; + 2HjO 二 2Al <HSC>a)a巴SO*处理：Al

11、£()3 HQ +SHgSOi 十 4H3O混合反应：Al3<St>3 + AKHSO$)3 + heo->aieo3 (SOJ)IB(OH)in | 4-AliO, H?O 4 +SO2 t 5硫酸钱分解法该法是用硫酸钱和脱水的明矶石进行固 相热分解浸出除渣后将滤液中FX+还原成并进行朋矶结晶。然后用氨中和钾披混 合阴矶'梗其中的铝盐转化为Al(OH,iS 出尅滤出的AKOHh经煨烧得氧化铝滤賊 经蒸发结晶得钾氮肥.5. 1工艺流程 1 一阪咽戶址I七* j崎jr1呢71_一 一jkJC* A乳2反应原理脱水培烧|KSO* Al? CSOJ3 * 4Al(

12、OH)j K】SOj * Al找吕<片人十 EAldOi+GHzOI'固相分解3(NH6S6 + A1Q$ -*Ah(SOJ3 + 6NH3+ +3HSO t3(NHfSOi + Fe3OJ 一+ 6NHs+ +3HtO f”(NHjSO+FeOFeS(人+2NHj f+ HaOf还原咅 F0 +A1 捲迤史3Fy+ + AJ'i明矶结晶：2Ala ( SO* 人 + ( K Na ),50. + (NHJiSCJi + 4EHsO(K - Na)sSOt * Alf (SO) 24HQ+fNH丄SOA17(SOJ3 - 24HQ气阖分解：(NHJ占O Ala (SOJ5

13、 * 24HQ + 6NH.-* 2AHOH 打十 4 (N H)SO- + 18H2OKjSC * AI,(SOt>s - 24HeO + 6NH3-* 2Al(OH)3 + 3<NHJJSOt+18HiO + K!SOAl (OH J,锻烧：2Al(OH)a *AI2O3+3H3O f该法可以利用自身系统中循环的氮議彼 和氨，只需补充少量的氮弼补过程损失，不需 外加大量原料但该迭一次性投資较大+能毘 使用不够合理气固分解的分解率不高结晶 除铁后的母液难以循环使用生产冶金级 AlQj经济上难凶保本6热分解法该法采用高温快速脱水分解处理明矶石 矿使硫酸铝分解*含三拭化硫烟气用来制遗

14、 硫酸熟料用水浸収硫酸弼*过滤后.固相经 除铁补铝、配藏合成4A潇石.| 维普资讯 h ttp:/IB总第S4期1996年第3期现代化工卒刊豪擁盘性ft工冃出卜由中口祉上趙製中右王亦，皑科于也昶年，卷荘电国苜圮览希料检關啊僧出璽.*刊星轉玄此工，全方也植齐舟政打于辑扛出果闵主产力的ffA.主MMAH内卅仇工抽我描、工艺、洛边釐学科H离推术出就一 *科左戟日"号屯与悴述，崔*ifl良，科戡宙髦、方培瞬克.就*輕佈一暂埋主W出切訊介站.大屮此：.金址處瓷同的厂脸輕理*肯1人E,輯骨IR朋齡科植工怦胃比工隊牧障庄Jta足It工管理fta.UftftTH*! rf.内工寺肚KKtJt堆.対恨

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17、成；6ALO, + IZSiO, + l£NaOH + 21 HQ T - P-)-Nl；CAl(J.HSiOlt 27H,O热分鮮法工艺设计合理，钾s铝、SL硅四 种元素均得到充分利用.回收率高.以硫酸 钾、4A櫟石、硫酸为产品具有一定的经济效 益和较大的社会效益。此迭能否实际工业化- 关键在于高温快速脱水分解设备的设计。此外，还有加压酸授法、加压氨複法、氯 化钾烧结迭、硫酸化焙烧法、酸氨法、水浸法 等“不少国家和地区都在探索适合自己条件 的明矶石加工技术，目前只有前苏联实现了 工业化生产*肚界上第二大工业规模综合利 用明矶石的厂家是温州化工总厂；但仍处在 中试断段。我魯庐江矶矿采用水澄法*工艺 生产明矶已得不偿失*浙江平旧矶矿和安蛊 庐江矶矿是亚洲最大的两牛矶矿.因此再加强 明矶石综合利用的研究具有重要的意5G针 对我国明矶石综合利用现状，研究的主要方 向是一垦重视内涵发展，立足老匸艺的技术 改造二是扩大综合利用范围冷增加经济效 益；三是开展基础理论的研究拓宽思路，JF 发新工艺，现代化工卒刊豪擁盘性ft工冃出卜由中口祉上趙製中右王亦，皑科于也昶年，卷荘电国苜圮览希料检關啊僧出璽.*刊