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硅酸钾钠的制备
背景及概述[1][2]
自上世纪五十年代末以来,国内有关利用非水溶性钾矿提取钾盐的研究工作时有报道。近十余年来,因国际硅酸钾钠生产高度集中导致的市场风险急剧增加,相关的研究工作日益受到关注。
迄今国内报道的数十种利用非水溶性硅酸钾钠的工艺路线,均未能实现工业化生产,究其原因主要是,非水溶性硅酸钾钠资源中K2O的含量一般为9%~14%,若占矿石成分绝大部分的SiO2、Al2O3得不到合理的利用,则必然会影响整个工艺的经济效益,同时还会造成大量固体废物排放。
应用[3]
可制备硫酸钾和硅酸钙:
在硅酸钾钠混合母液中加入相当于母液重量0.4倍的质量浓度为15wt%的石灰乳,搅拌0.5h,过滤,得硅酸钙沉淀与提钾母液;蒸发浓缩提钾母液,使之其中K2O质量含量4.1%;在浓缩母液中加入相当于母液重量0.3倍量的98wt%硫酸,搅拌0.5h,生成粗硫酸钾沉淀;固液分离,用相当于粗硫酸钾沉淀重量0.5倍的硫酸钾饱和母液洗涤除杂;然后在100℃干燥2h,得到硫酸钾产品。
本方法所得硫酸钾达到农业硫酸钾国标GB 20406无泡表面活性剂-2006优等品的要求,杂质含量合格,钾离子收率75%。
制备[2]
富钾岩石原料1:假白榴正长岩,化学成分如下(%):
上海凯茵化工有限公司该假白榴正长岩的物相组成为:钾长石66.1%;白云母24.3%;黑云母1.0%;黑榴石6.5%;其他副矿物2.1%。
将假白榴正长岩矿石破碎、粉磨,所得钾长石粉体5.0kg和20L浓度为18%的NaOH溶液在球磨机中磨制成细度为-74μm占90%的原矿浆;将磨制好的原矿浆置于反应釜中,搅拌速率为200rpm,升温至190℃恒温反应4小时;反应结束后将得到的反应料浆真空抽滤(负压0.08MPa),然后用16L温度为85℃的自来水分四次洗涤滤饼,得到8.10kg滤饼(含水率为50%),在105℃烘干4h,得到4.05kg干滤饼,其X射线粉末衍射分析结果见图2,由图2可知,所述滤饼的主要物相为水合铝硅酸钠滤,并含有少量白云母。其化学成分如下(%):
抽滤得到滤液和洗液合并,得到30.25L硅酸钾钠滤液,其化学成分如下(g/L):
按照本发明的工艺,经计算该假白榴正长岩矿石中SiO2和K2O的溶出率分别为45.4%和83.8%。
主要参考资料
[1] 刘明. (2015). 钾钠水玻璃中钾钠比检测方法的讨论. 天津化工, 29(1), 52-53.
[2] 朱玉荪. (2016). 无机硅化物是啥 生活处处都有它. 2016年全国无机硅化物行业年会暨创新发展研讨会论文集.
[3] 田和保. (2010). 硅溶胶硅酸钾(钠)混合物体系稳定性及微量热热动力学. (Doctoral dissertation, 武汉理工大学).
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