[发明专利]一种利用软钾镁矾矿和高镁溶液转化制取光卤石的方法

说明书

技术领域

本发明属于盐湖化学技术领域，具体涉及一种利用软钾镁矾矿和高镁溶液转化制取光卤石的方法。

背景技术

氯化钾作为一种无机盐化合物，在无机盐工业、医药工业、农业等方面得到广泛应用，其主要是由含钾矿物经过加工制取，如浮选法、光卤石法等。由于可以直接利用的含钾固体矿物资源有限，在盐湖地区常用含钾液体矿经过日晒结晶析出光卤石矿，然后再进行分解浮选制取氯化钾，而在日晒过程中钾资源往往以其他形式的矿物析出，如软钾镁矾、钾石盐等含钾矿物，不能直接被利用。

此外，我国又是一个钾资源相对缺乏的国家，合理开发现有钾资源是我国农业未来发展的重要战略保障。据盐湖资源的调查证明，我国中西部地区的盐湖中除了备受关注的锂资源外，还拥有丰富的钾资源，但是由于盐湖资源中各离子之间的复杂性，使得钾资源的提取方面面临很多问题，尤其是针对不同的盐湖体系，钾在蒸发浓缩过程中固液两相中分配差异较大，存在多种含钾化合物析出，如常见的单盐氯化钾、硫酸钾，复盐钾芒硝(3K₂SO₄·Na₂SO₄)、软钾镁矾(K₂SO₄·MgSO₄·6H₂O)、钾盐镁矾(KCl·MgSO₄·3H₂O)、光卤石(KCl·MgCl₂·6H₂O)等。实际生产中，这些复盐形式的钾化合物常用来转化为单盐作为钾产品出售，常用的方法如利用软钾镁矾制取硫酸钾，钾芒硝转化为硫酸钾，光卤石分解制取氯化钾等。

光卤石的来源主要分为两种，第一种是长期积累形成的含光卤石的无机盐矿物，第二种就是目前技术已成熟的利用盐田日晒得到光卤石矿物，其主要是依据就是按照含钾盐湖资源类型，选取适合的水盐相图作为理论指导，利用自然能在盐田中结晶析出光卤石矿物。长期来看，第一种自然界存在的含光卤石固体矿物资源十分有限，而第二种生产过程中会结晶析出其他含钾矿物，造成钾资源的一定损失。

鉴于我国盐湖资源的特点，以我国典型的硫酸盐型盐湖资源开发为例，根据Na⁺、K⁺、Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-—H₂O体系相图为依据，蒸发浓缩过程中常出现的含钾复盐有软钾镁矾、钾盐镁矾、光卤石等。当前对于光卤石矿的加工工艺已经非常成熟，且已在我国西部盐湖地区钾肥企业中得到广泛应用，而对于软钾镁矾、钾盐镁矾等复杂的钾混盐体系，其加工工艺相对较为困难，目前的方法有将软钾镁矾等钾混盐和氯化钾作为原料转化制备硫酸钾，但其应用都有一定的复杂性和局限性。此外，光卤石矿主要是由盐湖卤水在自然条件下蒸发结晶所得，但伴随产生软钾镁矾、钾盐镁矾等含钾混盐矿以及盐湖卤水后期大量高镁溶液，都在一定程度上造成钾、镁资源的利用率低下。

对于盐田生产中产生的其他含钾矿物制备光卤石矿的方法，目前已有一些相关的研究报道，如天津科技大学的李晋斌等人提出了一种处理软钾镁矾和钾盐镁矾的方法，使其在高温达100℃的条件下转化软钾镁矾和钾盐镁矾，进而在低温15℃析出光卤石(《利用钾混盐制备光卤石的研究》，无机盐工业，45：18-20)，但是该反应的能耗较高，进而提高了生产成本。

目前，针对盐田中软钾镁矾等不易直接利用的钾矿，主要是利用高镁溶液进行盐田兑卤，而利用软钾镁矾矿进行转化制备硫酸钾则尚无报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高镁溶液和软钾镁矾矿转化制取光卤石的工艺，旨在解决现有盐湖地区钾肥生产过程中产生的含钾矿物及盐田高镁溶液的综合利用问题。

本发明的方法包括如下的步骤：

1)将盐田矿物进行研磨，得到粒径不大于100目的颗粒；

2)将高镁溶液和步骤1)中所得颗粒按照固-液质量比1:3～1:3.6混合；3)控制温度为15-25℃，搅拌反应1-3h；

4)步骤3)的产物进行固-液分离，得到粗光卤石产品；

所述盐田矿物为软钾镁矾和/或硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物，所述硫酸型盐湖卤水中的钾混盐矿物中氯化钾和七水合硫酸镁的质量比为1:2-3。

优选的，步骤4)得到的液相返回至步骤2)用于和步骤1)中所得颗粒混合。

本发明第二步骤中所述的高镁溶液，包括盐田蒸发后所剩老卤、实验中氯化镁配制溶液。