石棉矿清洁生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了石棉矿清洁生产工艺，包括如下步骤：a、矿石准备；b、选别；c、石棉尾矿中石棉回收；d、石棉尾矿浸酸过滤；e、碱浸、过滤；f、高分散白炭黑的制备；g、硫酸镁回收；h、过滤除铁；i、铁的回收；j、镍的回收；k、吸附净化。有益效果在于：石棉尾矿采用硫酸浸出，滤液结晶硫酸镁、氧化除铁、硫化沉镍、纯碱沉淀碳酸镁，酸浸渣碱溶提硅等工艺，分离提取石棉尾矿中的镁、铁、镍、硅等物质，分离出的物质可重新用于工业生产，工艺合理，回收率超过80%，对废渣、废水进行可循环处理，消除排放，避免对环境造成影响，在处理石棉尾矿时产生的产出物可重新利用和交易，具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。

Clean production process of asbestos ore

【技术实现步骤摘要】
石棉矿清洁生产工艺
本专利技术涉及石棉材料生产
，特别是涉及石棉矿清洁生产工艺。
技术介绍
石棉是天然纤维状矿物的集合体，可劈分成细而柔韧的纤维。按成分、结构的差异一般将石棉分为温石棉(也称蛇纹石石棉)、角闪石石棉(碱性角闪石石棉也统称蓝石棉)、水镁石石棉等。其中温石棉产量最大，分布最广，占总产量98％以上；角闪石石棉、水镁石石棉产量小。由于温石棉具有多种物理、化学特性，决定了它在工业利用方面的多功能及广阔的应用领域。用温石棉生产的石棉制品达数千种，广泛用于建筑、机械、石油、化工、冶金、电力、交通及军工等现代工业中。随着工业的发展，温石棉的应用领域不断拓宽，它与金属、陶瓷纤维、石墨、玻璃纤维等制成各种复合材料，已用来制造航天器的部件。目前，石棉处理一般采用机械处理，石棉分解成棉的效果差，难以分级，同时采用机械处理容易对石棉纤维造成损坏，无法保证不破坏原石棉纤维的长度不变，严重影响石棉的质量，而且，机械处理，能耗高、场地大、污染大，一般生产一吨石棉需要500度电。西部地区是我国主要的石棉产区。石棉开采率不高，伴随产生大量的石棉尾矿，除少数回填后，大多数占地堆放，严重污染周围环境，威胁到人类健康。而尾矿中含有大量具有利用价值的成分，从环境保护和资源合理利用的角度出发，都有必要对其回收利用。目前，国内对石棉尾矿的回收利用工艺存在成本高、原材料转化率低以及废弃物的处理不当、资源浪费等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供石棉矿清洁生产工艺。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：石棉矿清洁生产工艺，包括如下步骤：a、矿石准备：将开采的石棉矿石采用两段破碎的形式使其破碎成直径小于50mm的矿石，然后将矿石送入干燥机或干燥炉内进行烘干，使其水份小于2%，干燥后的矿石进入储矿仓；b、选别：通过破碎揭棉、回收石棉粗精矿、粗精矿除尘、除砂及纤维分级分离出高低级石棉，并将检验合格的石棉纤维进步包装；c、石棉尾矿中石棉回收：将步骤a和步骤b得到的石棉尾矿粉碎得到石棉尾矿粉体，然后将石棉尾矿粉体加水后进行流态化净化和两次筛洗后得到湿石棉和尾砂，将湿石棉脱水解理、干燥后包装；d、石棉尾矿浸酸过滤：将尾砂与配料液混合并加入硫酸进行反应，反应后进行过滤得到初滤液和酸浸残渣；e、碱浸、过滤：将步骤c的到的酸浸残渣用水洗涤，然后置碱解反应器与氢氧化钠反应生成水玻璃（液体硅酸钠）；f、高分散白炭黑的制备：将步骤d中得到的水玻璃中加入硫酸，然后经沉淀、分离、漂洗、干燥得到用于生产高分散性轮胎专用白炭黑；g、硫酸镁回收：将步骤c中得到的初滤液进行结晶处理，得到二次滤液和粗硫酸镁，粗硫酸镁经净化处理得到七水硫酸镁；h、过滤除铁：向步骤f中得到的二次滤液中加入苦土粉，采用氧化沉淀法分离其中的铁，反应后进行过滤除铁处理，得到三次滤液和铁沉淀物；i、铁的回收：将步骤g中得到的铁沉淀物经洗涤、酸解、还原、净化制得硫酸亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液投入到铁系颜料生产工序，调整和控制pH值、温度、硫酸亚铁浓度采用氨法工艺生产氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑工业颜料；j、镍的回收：向步骤g得到的三次滤液中添加硫化剂，控制工艺条件沉淀溶液中的镍，经过滤、洗涤、干燥回收得镍精矿和四次滤液；k、吸附净化：向所述步骤i中得到的四次滤液中加入纯碱，以纯碱为沉淀剂，经沉淀、分离、漂洗、干燥制得碱式硫酸镁。进一步的，所述步骤a中，矿石准备时对矿石进行富集处理，利用筛分方法去除低品位粗粒级矿石。进一步的，所述步骤c中使用的硫酸浓度为98%，反应后经分离得到的初滤液的主要成分为硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸镍，酸浸残渣的主要成份为活性二氧化硅。进一步的，所述步骤c中除使用硫酸外，可添加氟化钙、氟化铵、氟化钠等浸出助剂。进一步的，所述步骤d中制备的水玻璃的模数（SiO2：Na2O的摩尔比）为2.8~3.6。进一步的，所述步骤g中，过滤除铁采用湿法磁选工艺分离残渣中的铁。进一步的，所述步骤h中，铁回收后剩余的残渣重新送入所述步骤c中进行循环分解。进一步的，所述步骤h中，氧化铁红制备工序产生的废水经过分解收得氨和脱氨废水，脱氨废水可充当洗涤水循环利用。进一步的，所述步骤d、步骤e和所述步骤j中产生的废水经蒸发结晶得到硫酸钠。本专利技术的有益效果在于：采用水洗工艺对石棉尾矿中的石棉二次回收，不会造成散棉晒棉污染，石棉尾矿采用硫酸浸出，滤液结晶硫酸镁、氧化除铁、硫化沉镍、纯碱沉淀碳酸镁，酸浸渣碱溶提硅等工艺，分离提取石棉尾矿中的镁、铁、镍、硅，分别生产七水硫酸镁、一水硫酸镁、碱式碳酸镁、工业轻质氧化镁、高纯氧化镁、氧化铁系工业颜料、高分散轮胎专用白炭黑和镍精矿，工艺合理，回收率超过80%，对废渣、废水进行可循环处理，消除排放，避免对环境造成影响，在处理石棉尾矿时产生的产出物可重新利用和交易，具有显著的社会效益、环境效益和经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的工艺流程图；图2是本专利技术的石棉尾矿浸酸过滤工序中各个次有价元素的浸出率；图3是本专利技术的镁化合物制备工序中镁回收率；图4是本专利技术的高分散白炭黑的制备工序中硅收得率；图5是本专利技术的铁的回收工序中铁收得率；图6是本专利技术的镍的回收工序中镍收得率；图7是本专利技术的分解残渣产生量及化学组成。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：如图1所示，石棉矿清洁生产工艺，包括如下步骤：a、矿石准备：以某石棉尾矿为原料，将开采的石棉矿石采用两段破碎的形式使其破碎成直径小于50mm的矿石，然后将矿石送入干燥机或干燥炉内进行烘干，使其水份小于2%，干燥后的矿石进入储矿仓，矿石准备时对矿石进行富集处理，利用筛分方法去除低品位粗粒级矿石；b、选别：通过破碎揭棉、回收石棉粗精矿、粗精矿除尘、除砂及纤维分级分离出高低级石棉，并将检验合格的石棉纤维进步包装；c、石棉尾矿中石棉回收：将步骤a和步骤b得到的石棉尾矿粉碎得到石棉尾矿粉体，然后将石棉尾矿粉体加水后进行流态化净化和两次筛洗后得到湿石棉和尾砂，将湿石棉脱水解理、干燥后包装；d、石棉尾矿浸酸过滤：将尾砂与配料液混合并加入98%硫酸进行反应，还可添加氟化钙、氟化铵、氟化钠等浸出助剂，提高镁、铁、镍等的浸出率，反应后进行过滤得到含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸镍的初滤液和主要成份为活性二氧化硅的酸浸残渣；分三个实验批次投料，第一次投料10次，其中最后两次所得渣未进入酸浸工序，每次投料量290kg，实际进入产品制备原矿量为2320kg，98%硫酸3089kg；第二次总计投料6次，投料总量1800kg，98%硫酸2260kg；第三次投料4次，投料总量1200kg，98%硫酸1574kg；各次元素的浸出率数据见图2（图中所述铁的浸出率是指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.石棉矿清洁生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：a、矿石准备：将开采的石棉矿石采用两段破碎的形式使其破碎成直径小于50mm的矿石，然后将矿石送入干燥机或干燥炉内进行烘干，使其水份小于2%，干燥后的矿石进入储矿仓；b、选别：通过破碎揭棉、回收石棉粗精矿、粗精矿除尘、除砂及纤维分级分离出高低级石棉，并将检验合格的石棉纤维进步包装；c、石棉尾矿中石棉回收：将步骤a和步骤b得到的石棉尾矿粉碎得到石棉尾矿粉体，然后将石棉尾矿粉体加水后进行流态化净化和两次筛洗后得到湿石棉和尾砂，将湿石棉脱水解理、干燥后包装；d、石棉尾矿浸酸过滤：将尾砂与配料液混合并加入硫酸进行反应，反应后进行过滤得到初滤液和酸浸残渣；e、碱浸、过滤：将步骤c的到的酸浸残渣用水洗涤，然后置碱解反应器与氢氧化钠反应生成水玻璃（液体硅酸钠）；f、高分散白炭黑的制备：将步骤d中得到的水玻璃中加入硫酸，然后经沉淀、分离、漂洗、干燥得到用于生产高分散性轮胎专用白炭黑；g、硫酸镁回收：将步骤c中得到的初滤液进行结晶处理，得到二次滤液和粗硫酸镁，粗硫酸镁经净化处理得到七水硫酸镁；h、过滤除铁：向步骤f中得到的二次滤液中加入苦土粉，采用氧化沉淀法分离其中的铁，反应后进行过滤除铁处理，得到三次滤液和铁沉淀物；i、铁的回收：将步骤g中得到的铁沉淀物经洗涤、酸解、还原、净化制得硫酸亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液投入到铁系颜料生产工序，调整和控制pH值、温度、硫酸亚铁浓度采用氨法工艺生产氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑工业颜料；j、镍的回收：向步骤g得到的三次滤液中添加硫化剂，控制工艺条件沉淀溶液中的镍，经过滤、洗涤、干燥回收得镍精矿和四次滤液；k、吸附净化：向所述步骤i中得到的四次滤液中加入纯碱，以纯碱为沉淀剂，经沉淀、分离、漂洗、干燥制得碱式硫酸镁。...

【技术特征摘要】
1.石棉矿清洁生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：a、矿石准备：将开采的石棉矿石采用两段破碎的形式使其破碎成直径小于50mm的矿石，然后将矿石送入干燥机或干燥炉内进行烘干，使其水份小于2%，干燥后的矿石进入储矿仓；b、选别：通过破碎揭棉、回收石棉粗精矿、粗精矿除尘、除砂及纤维分级分离出高低级石棉，并将检验合格的石棉纤维进步包装；c、石棉尾矿中石棉回收：将步骤a和步骤b得到的石棉尾矿粉碎得到石棉尾矿粉体，然后将石棉尾矿粉体加水后进行流态化净化和两次筛洗后得到湿石棉和尾砂，将湿石棉脱水解理、干燥后包装；d、石棉尾矿浸酸过滤：将尾砂与配料液混合并加入硫酸进行反应，反应后进行过滤得到初滤液和酸浸残渣；e、碱浸、过滤：将步骤c的到的酸浸残渣用水洗涤，然后置碱解反应器与氢氧化钠反应生成水玻璃（液体硅酸钠）；f、高分散白炭黑的制备：将步骤d中得到的水玻璃中加入硫酸，然后经沉淀、分离、漂洗、干燥得到用于生产高分散性轮胎专用白炭黑；g、硫酸镁回收：将步骤c中得到的初滤液进行结晶处理，得到二次滤液和粗硫酸镁，粗硫酸镁经净化处理得到七水硫酸镁；h、过滤除铁：向步骤f中得到的二次滤液中加入苦土粉，采用氧化沉淀法分离其中的铁，反应后进行过滤除铁处理，得到三次滤液和铁沉淀物；i、铁的回收：将步骤g中得到的铁沉淀物经洗涤、酸解、还原、净化制得硫酸亚铁溶液，将硫酸亚铁溶液投入到铁系颜料生产工序，调整和控制pH值、温度、硫酸亚铁浓度采用氨法工艺生产氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑工业颜料；j、镍的回收：向步骤g得...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鹰，史政良，白梦凡，史婉婷，
申请(专利权)人：白鹰，
类型：发明
国别省市：青海,63