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一种湿法冶金清洁生产工艺利用钾矿资源制备硫酸钾及氢氧化铝产品

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技术详细介绍

一、技术投资分析
二、项目背景分析
我国钾盐资源仅占世界2%左右,年需求却达1000万吨,自给率不到五分之一,进口依存度70%以上。钾岩石制备钾肥乃至钾盐研究自上世纪60年代起,尽管已申请专利63项,开发技术主要为“高温煅烧法,(火法)”,“湿化学法”两大类,但初步实现产业化的只有火法,企业也仅有20余家。而钾肥又是农业生产三大肥料之一。我国耕地含钾仅0。04%,远远低于世界平均水平的0。3%。迄今为止,不溶性钾矿的开发一直是世界性的难题。主要有经济效益问题,生产技术虽然可行,但能耗高、资源浪费严重,自然开发成本较高。工艺技术方面尽管已形成多套技术,但从根本上没有长足的突破。环保方面,诸如生态植被破坏严重,能耗控制,“三废”排放和资源综合利用等现状期待有较大的改观。
三、技术的应用领域前景分析
采用全湿法清洁生产硫酸钾及氢氧化铝,为钾长石的开发利用开辟了新的天地。钾长石理论成分为:SiO264。7%、Al2O3 18。4%、K2O 16。9%,但实际上钾长石矿的组成成分:SiO2、Al2O3、K2O、Fe2O3、CaO、TiO、Na2O、MgO,还有碳及有机质,组份较为复杂。长期以来的实践试验,十数年对沉积型矿资源的深入研究,已经积累和总结了解决沉积型矿床可加金属赋存结构的解离浸出和提取的工艺技术。就以湘西双塘钾长石矿作为研究对象进行试验,双塘钾长石矿主要元素检测:K2O 7。7%、Al2O3 15。5%、Fe2O3 2。5%(405地质队检测三项指标,其它未测)。经小实验用50g和100g矿粉不焙烧用硫酸直接浸出,放大到500g至1000g不焙烧用硫酸直接浸出实验。检测浸出渣样含钾在0。41以内,含铝在1。06以内,钾的浸出率达95%,铝的浸出率达92%以上,总钾、铝浸出率达90%以上。经中和、除杂、浓缩、结晶后产品达国标Ⅰ级农用氢氧化铝和国标Ⅰ级硫酸钾。
工艺流程简介   矿石开采→破碎→水磨→处理(预浸)→浸出→中和→过滤(除杂)→中和(至高碱)→过滤→中和(中性)→沉淀[Al(OH)3]→结晶蒸发→硫酸钾(K2SO4)
生产技术要点及注意事项
①磨矿粒度-200目以下。
②预浸出总水量包含矿粉含水量应控制在水:矿粉=0。8~1:1内。
③硫酸环式浸出时的温度应严格控制在90℃以上。
④浸出完成后补充水至所需浓度一般5~6倍水量。
⑤此时,浸出渣硅SiO2含量≥98%,可作建材或水泥厂使用
⑥第一次中和用石灰,PH值需严格控制在0。5~1之间
⑦第二次中和用碳酸钠,按量计算加入
⑧第三次中和用火碱即KOH中和PH值≥13,因为火碱中和后的K+离子,可以生成K2SO4,没有浪费,用片碱则不能
⑨产品结晶沉淀烘干后,必须用陶瓷磨机,磨至所需目数。
四、效益分析
以处理生产100吨原矿石例,所发生的直接费用和收益推算:
1、矿石开采、运输、研磨,小计:10000元
2、预浸出药剂,小计:10900元
3、浸出硫酸加助剂,小计:12200元
4、调质中和及除杂剂,小计:20250元
5、机电工料,小计:8003元
6、直接费用总计:61353元
7、生产产品价值:(1)硫酸钾14。9吨,计价:44400元;(2)氢氧化铝18吨,计价:54000元。总价计:98400元
8、毛利润:37047元
9、若产品再进一步深加工,其价值空间更大。此外,浸出废渣因金属物已完全浸出,SiO2含量超过98%,可直接利用作轻质建材或水泥原料,减少渣库等
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