[发明专利]一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法

权利要求书

1.一种高附加值综合利用钾长石矿中硅、铝、钾的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)研磨：将钾长石矿破碎、磨细至80μm以下，得到钾长石矿粉体；

(2)混料：按物质的量比，钾长石矿粉体:氢氧化钠＝1:(0.8～1.5)，将钾长石矿粉体与氢氧化钠均匀混合，得到混合物料；

(3)焙烧：将混合物料在400～600℃焙烧，保温0.5～3h，得到焙烧熟料；

(4)浸出：将焙烧熟料加入2～5倍质量的水或氢氧化钠溶液浸出，在50～95℃下搅拌10～80min；

(5)过滤：将步骤(4)得到的浸出物料过滤分离，滤液为含硅酸钠的溶液，滤渣为钾霞石，钾霞石进行洗涤、干燥；

(6)除杂：将步骤(5)过滤得到的硅酸钠溶液中加入除杂剂，并采用水热处理对溶液中微量的铝、铁、钛、镁、锰、锌进行除杂，控制水热温度120～140℃，反应时间10～16h；

(7)深度净化：向步骤(6)除杂后的溶液中加入EDTA掩蔽剂，除去溶液中多余的钙、铵阳离子；

(8)碳酸化分解：将步骤(7)得到的深度净化的硅酸钠溶液进行碳酸化分解，溶液中加入表面活性剂溶液，温度保持30～80℃，通入CO₂气体保持流速2～10mL/min，当溶液pH值达到8.5～9.0，搅拌反应30min，过滤得到水合二氧化硅，洗涤干燥后得到高纯二氧化硅产品，并通过高温晶化得到高纯石英砂；

(9)酸化：按物质的量比，钾霞石:硫酸＝1:(0.8～1.5)，将步骤(5)得到的钾霞石与质量分数70％～98％的硫酸均匀混合，反应10～60min；

(10)水浸：将步骤(9)得到的物料加入2～5倍质量的水浸出，在50～95℃下搅拌10～60min，过滤，滤液为含硫酸铝和硫酸钾的溶液，滤渣主要成分为二氧化硅，洗涤干燥后直接为微硅粉产品；

(11)沉铝：将步骤(10)得到的滤液温度保持在50～90℃，用碳酸氢铵或碳酸铵调节溶液pH在4.0～6.0，搅拌1～2h，溶液中的铝浓度小于0.01g/L，过滤得到氢氧化铝粉体和含硫酸钾、硫酸铵的溶液；

(12)煅烧：将步骤(11)得到的氢氧化铝粉体洗涤、干燥后，煅烧制备氧化铝；

(13)结晶：将步骤(11)得到的硫酸钾和硫酸铵溶液作为酸化后的浸出母液循环使用，当硫酸钾和硫酸铵的浓度接近饱和时，结晶得到硫酸钾铵晶体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，钾长石矿粉体与氢氧化钠的物质的量比，以钾长石矿粉体中的二氧化硅与氢氧化钠完全反应生成硅酸钠所消耗的氢氧化钠物质的量计为1，钾长石矿粉体:氢氧化钠＝1:(0.8～1.5)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，氢氧化钠溶液的浓度≤0.5mol/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，除杂剂为氯化钙、氧化钙或硅酸钙中的一种，浓度为0.1～1g/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(8)中，表面活性剂溶液为CTAB或DTAC中的一种，浓度为0.1～1g/L。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(9)中，钾霞石与硫酸的物质的量比，以钾霞石中的氧化铝、氧化钾与硫酸完全反应生成盐所消耗的硫酸物质的量计为1，钾霞石:硫酸＝1:(0.8～1.5)。