钾长石分解反应热力学与过程评价VIP免费

第21卷�第2期2007年6月现�代�地�质GEOSCIENCEVol�21�No�2Jun�2007钾长石分解反应热力学与过程评价马鸿文,苏双青,王�芳,徐锦明,谭丹君,刘�浩(中国地质大学矿物材料国家专业实验室,北京�100083)��收稿日期:20070207;改回日期:20070320;责任编辑:潘令枝。��基金项目:�十一五国家科技支撑计划项目(2006BAD10B04);中国地质大学矿物材料国家专业实验室开放基金课题(04103)。��作者简介:马鸿文,男,教授,博士生导师,1952年出生,岩石学、矿物学、材料学专业,主要从事矿物材料科学及制备技术、硅酸盐体系化学平衡与材料设计、结晶岩热力学与相平衡领域的教学与研究。Emai:lmahw@cugb�edu�cn。摘要:综述了添加各种助剂分解钾长石的研究进展。对不同体系中钾长石分解反应的Gibbs自由能和能耗计算,综合考虑一次性资源、能源消耗量和烧结过程的环境相容性、产品方案等因素,结果表明:只有以石灰石、碳酸钠为配料的工艺路线具有实际工业应用价值;而唯有以碳酸钠为配料时,钾长石原料烧结过程才具有一次性资源消耗量最少、能耗最低、温室气体CO2排放量最小、且可生产高附加值产品、实现完全清洁生产等优点。因此,选择以碳酸钠为配料分解钾长石的技术路线,具有良好的工业化应用前景。关键词:非水溶性钾矿;烧结反应;热力学;清洁生产;钾化合物中图分类号:TQ170�1����文献标识码:A����文章编号:1000-8527(2007)02-0426-09ThermodynamicAnalysisonDecompositionreactionsofPotassiumFeldsparandEvaluationoftheProcessesMAHong�wen,SUShuang�qing,WANGFang,XUJin�ming,TANDan�jun,LIUHao(NationalLaboratoryofMineralMaterials,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing�100083,China)Abstract:Theadvancesofthermaldecompositionofpotassiumfeldsparwithvariousadditiveagentsarere�viewed.ThermodynamiccalculationsofthethermaldecompositionreactionsofpotassiumfeldsparareperformedforbothoftheGibbsfreeenergychangesandenergyconsumptionsduringthesinteringprocesseswithvariousadditives.Takingsuchfactorsintoconsiderationasmineralresourceconsumption,energyconsumption,envi�ronmentalcompatibility,andtheterminalproductschemaforthesinteringproceduresofpotassiumfeldsparpow�derymaterials,itisdeducedthatbothprocedureswithlimestoneandsodiumcarbonateasadditivesareofsigni�ficanceinindustry;andfurther,itisonlywhensodiumcarbonateistakenasadditivethattheprocedurecouldbetheleastconsumptionsofthemineralresourcesandenergy,theleastexpellantofthegreenhousegasCO2,andthattheterminalproductswithhighvaluecouldbemanufactured.Itisthereforefeasiblethattheproceduresuggestedinthispaperishopefulindustrializedbothineconomicbenefitsandenvironmentalkindness.Keywords:insolublepotassiumore;sinteringreaction;thermodynamics;cleanprocessing;potassiumcom�pound0�引�言水溶性钾盐是中国最为紧缺的非金属矿产,其储量基础折合K2O约为4�5亿,t仅占世界总量的2�647%[1];而以钾长石(KAlSi3O8)为主要物相的非水溶性钾矿资源,估计储量超过200亿t。因此,利用非水溶性钾矿提取钾盐是保障我国经济可持续发展的战略需要,具有巨大的潜在经济价值和社会效益[2-3]。高效利用非水溶性钾矿资源的关键技术是将钾长石等富钾矿物分解,使其中的非水溶性钾转变为水溶性钾化合物。钾长石具有稳定的架状结构,常温常压下几乎不被任何酸、碱分解。迄今,国内外对钾长石分解反应的研究主要集中于助剂选择及工艺条件控制等方面,而对钾长石分解反应的热力学分析少有涉及。作者等曾对以碳酸钠为助剂时钾长石的中温分解反应进行了热力学分析与实验[4]。本文作为对硅酸盐体系化学平衡问题研究[5-7]的续篇和应用实例,拟对不同体系中钾长石的分解反应热力学和工艺过程进行对比分析,以期筛选出具有工业化应用价值的工艺路线,为非水溶性钾矿资源高效清洁利用技术提供理论依据。1�热力学基础1�1�反应Gibbs自由能计算采用Holland等的热力学模型,计算矿物端员...