难溶性含钾水云母矿柱撑提取钾离子.pdf

第37卷第1期
非金属矿
Vo1. 37 No
2014年1月
Non-metallic Mines
January, 2014
难溶性含钾水云母矿柱撑提取钾离子
胡名卫王宏全夏浩孚孟鹏罗晶陈雨睛陈常连黄志良
(武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074)
摘要以难溶性含钾水云母原矿为原料,球磨破碎处理,过150m筛,经酸处理去除杂质,加入有机柱剂十六烷基三甲基澳化铵和氣
硅酸钠,在一定温度下搅摔一段时间,可提取水云母层间钾离子。桂剂的浓度是含钾水云母矿中钾离子提取量的主要影响因素。来用X射线
行射(XRD),X射线荧光分析(XRF),傅里叶红外光语(FTIR)对不同浓度柱撑剂处理的样品进行分析和表征。结果表明,柱搏剂的加入并没有
改变水云母的层状晶体结构。随着柱撑剂浓度的增加,钾离子提取量增大,最后趋于稳定,钾离子提取率可以达到14%
关键词难溶性水云母柱撑钾离子
中图分类号:TD985文献标识码:A文章编号:10008098(2014)01-0014-03
Potassium Extraction from Insoluble Potassium Mica Mine with Pillaring Method
Hu Mingwei Wang Hongquan Xia Haofu Meng Peng Luo Jing Chen Yuqing Chen Changlian Huang Zhiliang
( School of Material Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan, Hubei 430074)
Abstract Using insoluble potassium mica ore as a raw material and crushing and ball-milling treatment to 150 um, then adding acid treatment to
remove impurities, organic pillared agent( tl rime hyl ammonium romide)and sodium fluorosilicate were added at a temperature and stirred for a
while, and then potassium ions located between the layers can be extracted. The concentration of the pillared agent was the main effect on processing
potassium mica mineral extraction amount of potassium ions. The intercalation at different organic pillared agent concentration had been characterized
by X-ay diction( RD) X-a uoe ncexrfand Fourier rans om infared spectroscopy(FTIR The results showed that organic pillared
agent did not change the structure of the mica crystal layer. With the increasing of pillared a ent concentration, the amount of potassium ions extracted
increased and finally stabilized, the extraction rate of potassium could reach 14%
Key words insolubility hydromica pillared potassium
目前我国存在以下钾资源局面:一方面可溶性0.053;FeO3,1.53;CaO,0.073。十六烷基三甲基溴化
钾矿资源短缺;另一方面,储量巨大的难溶性钾矿末铵( CTMAB)无水乙醇、氟硅酸钠,均为分析纯;蒸馏
能很好地开发利用。难溶性钾资源主要是硅酸盐类,水,自制。
其总储量超过100亿t叩。难溶性含钾矿物的利用可1.2实验方法
以缓解我国钾资源的供需矛盾,研究难溶性含钾矿物1.2.1原矿预处理:用颚式破碎机和行星球磨机将原
的提钾新理论、新技术,具有重大战略意义。国内外矿样破碎球磨至150um以下,混匀备用。称取矿样
从难溶性含钾水云母矿中提取可溶性钾离子的方法10g,放入坩埚并置于200℃马弗炉中煅烧12h。向
主要有直接法叫湿化学法、焙烧法、挥发法
加热后的产物中加入50mL7%盐酸(2molL)以去
生物法、高压水热法?。本实验以难溶性含钾水除原矿中部分杂质。再用蒸馏水洗涤并过滤3遍,将
云母矿为原料,采用有机柱撑的方法提取位于水云母产物置于100℃干燥箱中干燥。
结构层间的可溶性钾,并利用XRD、XRF、FTR对样1.2.2实验方案:将预处理过的水云母矿样5g加入
品进行分析和表征。
烧杯中,通过计算水云母中可交换的钾离子量C1,再
实验部分
等量称取0、C1C11.5C12C3C1十六烷基三甲基
11原料及试剂水云母,产自河北灵寿,粒径为溴化铵和氟硅酸钠分别溶解于40mL无水乙醇和蒸
150um,其化学组成(%)为:Na2O,0.867;MgO,0.299;馏水中,加入烧杯并置于已升温至60℃的恒温水浴
K2O,1168;A2O3,3833SiO2,47.1;SO3,0.068;Rb2O,搅拌器上,搅拌反应2b。反应后,将产物再用蒸馏水
洗涤5次后过滤,收取滤液,将烧杯置于100℃于燥
收稿日期
箱中干燥。通过XRF分别测定原矿样和反应后各样
基金项目:国家自然科学基金(51374155);国家科技支撑计划
(2013BABO7B01)
品中的K2O含量。具体实验流程见图1。
通讯作者,F-mail:hz16455126.como