鉀長石

鉀長石

長石是鉀、鈉、鈣等鹼金屬或鹼土金屬的鋁矽酸鹽礦物,也叫長石族礦物。鉀長石(K2O·Al2O3·6SiO2)通常也稱正長石。鉀長石系列主要是正長石,微斜長石,條紋長石等。

  • 中文名稱
    鉀長石
  • 化學式
    K2O·Al2O3·6SiO2(K[AlSi3O8] )
  • 顏    色
    呈肉紅色、黃白色、呈白色或灰色
  • 條    痕
    白色
  • 硬    度
    6(大)
  • 別    稱
    正長石
  • 礦物密度
    2.54-2.57g/cm3
  • 分子量
    556(198)
  • 分    布
    河南、安徽、內蒙古、新疆、四川、山西等省
  • 類    別
    鋁矽酸鹽礦物
  • 光    澤
    玻璃光澤
  • 晶體慣態
    固體
  • 應    用
    鉀肥,防火矽酸鈣板,陶瓷、玻璃工業
  • 比    重
    2.56~2.59g/cm3
  • 解    理
    兩組完全解理
  • 晶    系
    單斜晶系

概述

鉀長石

鉀長石 屬單斜晶系,通常呈肉紅黃白等色。密度2.54-2.57g/cm3,比重2.56~2.59,硬度6,其理論成分為SiO2 64.7%Al2O3 18.4%,K2O 16.9%。它具有熔點低(1150±20℃),熔融間隔時間長,熔融粘度高等特點,廣泛套用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷、研磨材料等工業部門及製鉀肥用。

除正長石外,還有兩個同質多象變種:透長石和鉀微斜長石。前者亦屬

單斜晶系,也通稱正長石;後者則屬三斜晶系。

長石礦物除了作為玻璃工業原料外(約佔總用量的50-60%),在陶瓷工業中的用量佔30%,其餘用于化工、玻璃熔劑、陶瓷坯體配料、陶瓷釉料、搪瓷原料、磨料磨具、玻璃纖維、電焊條等其它行業。

鉀長石

主要用于玻璃、陶瓷,還可用于製取鉀肥,質量較好的鉀長石用于製造電視顯像玻殼等。

鉀長石: K2O Al2O3 6SiO2,其中 K2O 9.55%,Al2O3 16 %以上, SiO2 70% ,密度 2.56g/cm 3,莫氏硬度為 6(屬于四等級別(軟、中、硬、極硬)中的"硬"),單斜晶系,顏色為白、紅、乳白色,熔點 1290. C 。

資源分布

鉀長石礦是含鉀量較高、分布最廣、儲量最大的非水溶性鉀資源。鉀長石礦源達 60 個,其平均氧化鉀含量約為 11.63%,其儲量約達 79.14 億 t,按平均含量折算成氧化鉀儲量約為 9.20 億 t。安徽、內蒙古、新疆、四川、山西等省的鉀長石分布相對集中,儲量豐富,成為當地的優勢非金屬礦產資源。

江西省宜春市發現大量的鉀長石礦脈帶,已經形成礦石開採、加工和陶瓷深加工的產業群。

套用領域

鉀長石製取鉀肥的研究

鉀是農作物生長的重要的元素,世界上蘊藏著很多含鉀資源,但絕大部分是水難溶性的或不溶性的。我國鉀資源豐富,可溶性鉀資源十分貧乏。國外可溶性鉀資源足以滿足農業的需求,因此,利用水難溶性的鉀資源製取鉀肥的研究較少。我國從二十世紀60年代初起就開始利用鉀長石製取鉀肥的研究,先後進行了數十種工藝研究,綜合起來可分為:燒結法、高溫熔融法、水熱法、高爐冶煉法和低溫分解法。

一般工業要求

燒結法

利用石灰石和煤炭作原料,經過粉碎,成球後在立窯煅燒,使其中的氧化鉀轉化成水溶性,該種方法生產成本低,但生產過程中能耗大,且鉀長石中的鉀轉化率較低(60%-90%),使其推廣受到阻礙。

高溫熔融法

該法在生產鈣鎂磷肥的基礎上,配入25%一30%的鉀長石,高溫熔融(1200-1300℃)製得鈣鎂磷鉀復合肥,其產品含有效磷(P2O5)10%-14%,可溶性鉀(K2O)4%-5%,該方法生產成本低。

水熱法

用KOH溶液加壓處理鉀長石,使鉀長石成分為K2O·Al2O3 ·SiO2 ·xH2O的沸石類固相。其中K2O為可溶性的,能被植物吸收,且不易流失,是一種緩釋肥料,同時,部分SiO2也變成可溶性的,成為農作物的肥料。

高爐冶煉祛

生產水泥時,按石灰石81.4%-82%、鉀長石14.2%-15.6%、鐵礦石2.6%-3.2%,螢石1.1%和焦炭3%的比例,破碎後配料混勻入爐,當爐缸溫度高達1 500℃使K2O揮發,隨高溫氣流帶出,同時K2O與爐內CO2作用,生成K2CO3產品,高爐排出的爐渣經加工後製成白色水泥。該方法僅限于水泥廠或磷肥廠,作為副產品生產鉀肥。

低溫分解法

鉀長石原料經過顎式破碎機粉碎到6mm以下,雷蒙磨將礦物粉碎到100網目以下,由膠帶運輸機將礦物運到池中與CaO水浸泡20min,然後經泵打入加溫加壓爐中,爐中溫度控製在100 - 200℃,經過一定時間後,從爐中流出進入池中與Na2SO4混合浸泡,通過結晶、固液分離等工藝,得到K2SO4, NaOH工業原料。

鉀長石提純

國內鉀長石資源豐富,但含鐵量超標,因此,鉀長石除鐵是提純的關鍵。鐵是磁性物體,而鉀長石是非磁性物質,在磁場中兩者很容易分開。

鉀長石原料-手選-破碎-磨礦-分級-脫水-成品,該流程適用于含鐵量低、質量好的原料。採用預式破碎機進行粗碎和細碎,為了防止加工過程中鐵對鉀長石的污染,所以,在選擇磨礦設備時易採用輪機、礫磨機或瓷球磨機,超細層壓自磨機等作為磨礦設備,採用螺旋分級機保證產品的粒度。流程簡單,投資少,該流程的缺點是產品中鐵的含量指標難以滿足優質陶瓷產品要求。為了克服該流程的缺點,增加磁選工藝,實踐證明選擇濕式高梯度磁選機除鐵效果好,除鐵效率達到70%-90%。

鉀長石防火矽酸鈣板

使用鉀長石製造矽酸鈣板,其原理是將原料製好漿,按比例(鉀長石粉:石灰:纖維=229:91:80)混合均勻,製備好的料漿,採用流漿製板工藝製成板坯,板坯堆垛後送入蒸壓釜中,高溫高壓蒸汽養護,使材料中矽鋁與石灰中的氧化鈣在高溫水熱反應作用下生成水化矽酸鈣,水化矽酸鈣結晶礦物,與纖維膠結起來形成一個整體。

利用鉀長石製取鉀肥的同時製取白炭黑

鉀長石中含鉀量為13.6%,針對提鉀後餘下的礦物石的特徵,進行綜合利用的研究:製取白炭黑的原理是基于提鉀後鉀長石結構已經遭到破壞,然後,在一定溫度下與NaOH反應製取水玻璃,用水稀釋的同時加入適量電解質,用酸中和並定溫老化,再經過濾、洗滌製得白炭黑。

其他信息

(1) 陶瓷坯體配料:在燒成前長石能起瘠性原料的作用,減少坯體的幹燥收縮和變形,改善幹燥性能,縮短幹燥時間。在燒成時可作為熔劑降低燒成溫度,促使石英和高嶺土熔融,並在液相中互相擴散滲透而加速莫來石的形成。熔融中生成的長石玻璃體充填于坯體的莫來石晶粒之間,使坯體致密而減少空隙,從而提高其機械強度和介電性能。此外長石玻璃的生成還能提高坯體的透光性。長石在陶瓷坯體中的摻入量隨原料不同、產品的要求不同而異。

(2) 玻璃熔劑:長石是玻璃混合料的主要成份之一。長石含Al2O3高,鐵質含量低,且比氧化鋁易熔,不但熔融溫度低而且熔融範圍寬,主要用來提高玻璃配料中的氧化鋁含量,降低玻璃生產中的熔融溫度和增加鹼含量,以減少鹼的用量。此外,長石熔融後變成玻璃的過程比較緩慢,結晶能力小,可以防止在玻璃形成過程中析出晶體而破壞製品。長石還可以用來調節玻璃的粘性。一般各種玻璃混合料用鉀長石或鈉長石。

(3) 陶瓷釉料:陶瓷釉料主要由長石、石英和粘土原料配成,其中長石含量可達10-35%。在陶瓷工業中(坯料和釉料)主要是用鉀長石。

(4) 搪瓷原料:主要用長石和其它礦物原料摻配成法琅。長石的摻入量通常為20-30%。

(5) 其他:鉀長石可作為提取鉀肥的原料。

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