一种再利用工业废弃物硼泥的方法技术

本发明专利技术涉及一种硼行业废渣硼泥的有效利用方法，具体说是一种再利用工业废弃物硼泥的方法。将硼泥经真空45‑55℃下低温转化、碳化处理得到混合物，混合物经处理即可得到含镁量高的产品。该方法能耗低、镁收率高；并且，提取镁化合物、铁粉后的废渣能够完全转化为蒸汽砖，从而实现了生态效益、环境效益、经济效益、社会效益的高度统一。则由于硼泥中所含的碱式碳酸镁含量高且不稳定，制备的建筑、装饰材料在使用过程中，碱式碳酸镁就会缓慢地释放出结晶水和二氧化碳，使材料出现变形、裂纹等，使得材料本身的理化指标下降，造成安全隐患，所以不能直接利用硼泥来制备蒸汽砖。

A Method of Reusing Boron Sludge from Industrial Waste

The invention relates to an effective utilization method of boron sludge from boron industry waste residue, in particular to a method of reusing industrial waste boron sludge. The boron sludge is converted into a mixture by low temperature transformation and carbonization at 45 55 C in vacuum. The mixture can be treated to produce products with high magnesium content. The method has low energy consumption and high magnesium yield, and the waste residue after extracting magnesium compounds and iron powder can be completely converted into steam bricks, thus achieving a high degree of unity of ecological benefits, environmental benefits, economic benefits and social benefits. Because the content of basic magnesium carbonate in boron mud is high and unstable, the prepared building and decoration materials will release crystalline water and carbon dioxide slowly in the process of using, which will make the material deform and crack, make the physical and chemical index of the material itself decline, and cause potential safety hazards. Therefore, it is not possible to use boron mud directly to prepare steam bricks.

【技术实现步骤摘要】
一种再利用工业废弃物硼泥的方法
本专利技术涉及一种硼行业废渣硼泥的有效利用方法，具体说是一种再利用工业废弃物硼泥的方法。
技术介绍
我国利用“碳碱法”生产硼砂(Na2B4O7)已有半个多世纪的历史，其生产过程为：以硼镁矿为原料，经过焙烧后，加入碳酸钠(Na2CO3)，同时通入二氧化碳气体，制得硼砂，其反应方程式为：2(2MgO·B2O3)+Na2CO3+CO2＝Na2B4O7+4MgCO3硼镁矿中的有效成分为三氧化二硼(B2O3)，其含量只占硼镁矿的10％左右，所以每年产生了大量的工业废弃物-硼泥。由于硼泥粒度细(120-180目)，碱性强(含碳酸钠0.3-0.7重量％，pH值在8-9左右)，使得硼泥堆放处寸草不生，不但大量占有土地，而且还造成了严重的环境污染。表1硼泥的主要成分为(重量百分比)：全铁(Fe)B2O3MgOSiO2Al2O3H2O8-13％2-3％23-35％20-40％3-6％15-25％从上表可以看出，硼泥中镁的含量较高，在本领域中，以“氧化镁”的含量统一表示存在于硼泥中的所有形式的镁，其包括活性碳酸镁、死烧氧化镁和硅酸镁等。其中，死烧氧化镁和硅酸镁的含量约占硼泥中镁含量的8％左右。目前，处理硼泥的方法主要是将硼泥中的镁、铁提取，以供再次利用。由于死烧氧化镁和硅酸镁很稳定，目前的方法不能提取，只能够提取活性碳酸镁。现有利用硼泥生产轻质碳酸镁(轻质氧化镁)的专利主要如下：1)高佳令等人的专利：93115808.7一种从硼泥中提取轻质碳酸镁的方法；2)高佳令等人的专利：200610137676.0利用白云灰与硼泥生产工业氧化镁的方法；3)谢新林、李广凡、杨俊智的专利：201110220704.6一种综合利用硼泥的方法。4)李治涛的专利：97120985.5利用硼泥制取轻质碳酸镁的方法；5)王王岚、鲍祟林的专利：01118916.0利用硼泥生产镁砂系列产品的方法；6)崔相浩、赵渊的专利：200810050319.X由硼泥生产碱式碳酸镁的方法；其中，上述专利4)5)、6)都是首先对硼泥在650-900℃的温度下进行焙烧，使得硼泥中所含的碳酸镁转化为氧化镁，再进行下一步。硼泥中所含的碳酸镁，是在硼砂生产过程中，由硼镁矿里的氧化镁和二氧化碳(通入二氧化碳后)反应生成：2(2MgO·B2O3)+Na2CO3+CO2＝Na2B4O7+4MgCO3此外，专利5)、6)是直接将焙烧后的硼泥加水进行碳化(专利5在碳化时什么也不加，专利6在碳化时加入“木酢液”)，然后将沉淀过滤，清液进行热解，得到轻质碳酸镁；专利4)是焙烧后加水，在90-95℃消化10-60分钟，待其冷却后再进行碳化。上述专利4)、5)、6)的缺点是：硼泥中含有约20重量％左右的水分，在焙烧时需要耗费大量的能源，使之成为高能耗产业，不符合“低耗节能”的观点；其次，专利5)、6)没有经过消化工序，直接将焙烧后的硼泥进行碳化，使得碳化过程进行得相当缓慢，且反应产物碳酸氢镁的浓度很低，相应的最后得到的轻质碳酸镁的产量很低，使得硼泥中所含的大量的镁没有提取出来。对于专利1)、2)、3)，申请人认为：硼泥、氧化钙、白云灰(白云灰主要成分为氧化钙和氧化镁)和水，在90-95℃时进行转化，然后加入催化剂氯化镁(氯化钙)，使得下述反应得以进行：Ca(OH)2+Mg2+＝Mg(OH)2+Ca2+……①Ca2++MgCO3＝CaCO3+Mg2+……②总反应为：Ca(OH)2+MgCO3＝CaCO3+Mg(OH)2……③即：此3个专利都认为：在消化工序中，只有在催化剂氯化镁(氯化钙)存在并且加热的条件下，总反应③才能够进行，从而使硼泥中的碳酸镁才能转化为Mg(OH)2。然后再将消化好的混合液转入碳化罐，在通入二氧化碳气体的条件下进行碳化，使消化工序中产生的Mg(OH)2转化成Mg(HCO3)2，经过热解得到轻质碳酸镁。此外，上述这些专利都没有提到：提取镁化合物后剩下的废渣怎么处理的问题。这样一来，这些废渣的堆放场地、以及污染环境的问题还是没有得到彻底解决。因此，采用一种什么样的有效方法，既能解决硼泥对环境的污染问题，同时又能将硼泥中所含的大量镁提出来，同时其他的成分是否可以作为新的资源生产新的产品而不被作为废弃物来污染环境就成为了地方政府和硼砂行业急需解决的难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种再利用工业废弃物硼泥的方法。为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：一种再利用工业废弃物硼泥的方法，将硼泥经真空45-55℃下低温转化、碳化处理得到混合物，混合物经处理即可得到含镁量高的多种产品。所述混合物经磁选过滤得铁粉，过滤的滤液经热解得轻质碳酸镁，过滤的滤渣经配料浇注及蒸压养护制备蒸汽砖。所述硼泥、活化剂和水按重量比(以氧化镁计)为1：0.1-0.5：2-5混合，于真空搅拌，转化温度为45-55℃，转化时间为1-2小时；其中，活化剂为氧化钙或氧化钙和氯化镁的组合。所述硼泥、活化剂和水按重量比(以氧化镁计)优选为1：0.20-0.35：4-5混合所述氧化钙和氯化镁的组合中氧化钙为氯化镁重量的30-80倍。所述真空低温转化后所得混合物中加入所述真空低温转化时加入的氧化钙重量的40-45倍的温度为0-25℃的水，并持续通入0.4-0.7MPa的二氧化碳，碳化0.8-1小时。其中，加入0-25℃的水可以对转化后的混合液进行降温，从而使碳化的温度能够维持25℃，优选25℃以下。所述过滤收集的碳酸氢镁溶液的滤液，并向其中通入100-120℃的过热蒸汽对滤液进行热解，经过压滤、烘干、粉碎获得轻质碳酸镁。所述轻质碳酸镁在500-550℃煅烧10-20分钟，获得硅钢氧化镁。所述过滤收集的滤渣经配料浇注、养护即获得蒸汽砖。所述滤渣中加入水泥、石膏和水，按重量比计：滤渣：水泥：石膏：水＝1：0.2-0.3：0.1-0.2：0.5-0.8混合，再加入铝粉和增强剂混匀后置于磨具中，静置20-40分钟，取出切割；其中，铝粉的加入量为磨具的400-600g/m3、增强剂加入量为磨具的300-500g/m3。所述蒸压养护是将切割后的半成品在0.7-0.8MP条件下蒸气加压7-8小时。所述二氧化碳气体可以来自石灰窑窑气，例如将煅烧石灰石的窑气，即二氧化碳气体收集，经过水洗去除其中的二氧化硫等腐蚀性气体后，用空气压缩机将其加压至所需要的压力。所述氧化钙来自生石灰和煅烧白云石、方解石、大理石中的一种或几种所得到的产物。白云石的主要成分是碳酸钙和碳酸镁，煅烧后得到氧化镁和氧化钙，大理石、方解石的主要成分是碳酸钙，经煅烧后，均能得到氧化钙，即生石灰。本专利技术的优点：本专利技术再利用工业废弃物硼泥的方法，该方法能耗低、镁收率高；具体是在转化阶段和碳化阶段都不加入催化剂或在消化阶段不加入催化剂，而通过改变转化阶段和或碳化阶段的工艺条件，能够从硼泥中高收率地获得高品质的镁化合物，以及获得的铁粉后的废渣能够完全转化为蒸汽砖，从而实现了生态效益、环境效益、经济效益、社会效益的高度统一。则由于硼泥中所含的碱式碳酸镁含量高且不稳定，制备的建筑、装饰材料在使用过程中，碱式碳酸镁就会缓慢地释放出结晶水和二氧化碳，使材料出现变形、裂纹等，使得材料本身的理化指标下降，造成安全隐患，所以不能直接利用硼泥来制备蒸汽砖。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：将硼泥经真空45‑55℃下低温转化、碳化处理得到混合物，混合物经处理即可得到含镁量高的产品。

【技术特征摘要】
1.一种再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：将硼泥经真空45-55℃下低温转化、碳化处理得到混合物，混合物经处理即可得到含镁量高的产品。2.按权利要求1所述再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：所述混合物经磁选过滤得铁粉，过滤的滤液经热解得轻质碳酸镁，过滤的滤渣经配料浇注及蒸压养护制备蒸汽砖。3.按权利要求1所述再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：所述硼泥、活化剂和水按重量比(以氧化镁计)为1：0.1-0.5：2-5混合，于真空搅拌，转化温度为45-55℃，转化时间为1-2小时；其中，活化剂为氧化钙或氧化钙和氯化镁的组合。4.按权利要求3所述再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：所述氧化钙和氯化镁的组合中氧化钙为氯化镁重量的40-50倍。5.按权利要求1所述再利用工业废弃物硼泥的方法，其特征在于：所述真空低温转化后所得混合物中加入所述真空低温转化时加入的氧化钙重量的40-45倍的温度为0-25℃的水，并持续通入0.4-0.7MPa的二氧化碳，碳化0.8-1小时。6.按...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玉海，田利，
申请(专利权)人：田利，
类型：发明
国别省市：辽宁,21