一种黑滑石的利用方法技术

本发明专利技术涉及黑滑石的多样化利用技术领域，具体涉及一种黑滑石的利用方法，本发明专利技术的方法包括如下步骤：在反应釜中，将黑滑石粉与硫酸的水溶液在温度160~220℃下充分反应，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为40~60%。本发明专利技术实现了从黑滑石矿中高效提取镁，并进一步制备白炭黑，从而可实现黑滑石的高值化利用。而且本发明专利技术的方法流程短，工艺简单、操作简便、易于进行大规模地推广应用。大规模地推广应用。大规模地推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种黑滑石的利用方法


[0001]本专利技术涉及黑滑石的多样化利用
，具体涉及一种黑滑石的利用方法。

技术介绍

[0002]黑滑石是对黑色、灰黑色滑石的统称，内含有机质是其致黑的主要原因。黑滑石中的主要矿物为滑石，其含量为92%以上，此外含有5%左右的石英及2%左右的有机质。我国的滑石储量巨大，分布广泛，但大部分的滑石呈现黑色、灰黑色，白度低。黑滑石是一种富镁硅酸盐类矿物，晶体呈假六方菱形板状或柱状，常见
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片状、鳞片状和致密块状，玻璃光泽，解理面上呈珍珠光泽，硬度为1.0～1.5，具滑感，比重小。由于黑滑石白度低，不能得到广泛应用，仅能在陶瓷、橡胶等到行业中得到应用。高白度的滑石市场需求大，为扩大黑滑石的应用领域，必须采取适当措施提高黑滑石的白度。优质的高白度滑石细粉广泛应用于造纸、涂料、陶瓷、化妆品、润滑剂、防腐剂等行业，并可部分代替钛白粉等，使其价格倍增。因此，对黑滑石进行增白改性，可以大大提高黑滑石的市场价值。
[0003]黑滑石资源利用率低、附加值和市场需求也低，没有充分实现其价值。目前，黑滑石更多的用途是经过增白处理加工为滑石粉作为填料来使用。提高黑滑石白度的主要加工方法是煅烧增白，煅烧的目的主要是除去黑滑石成分中所含有机碳，使之白度达到工业使用要求，扩大其工业应用领域。但在实际生产中，由于生产工艺或设备的限制，物料添加方式、堆层厚度不同等客观原因，黑滑石的煅烧加工并不能达到实验的理想结果。此外，煅烧的工艺流程复杂，加工成本高，属于高能耗行业。在目前节能减排的大背景下，产能受限。而且考虑到滑石市场有限，因此需要进一步开发一种规模化的黑滑石的利用方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种可规模化利用黑滑石的方法，包括如下步骤：在反应釜中，将黑滑石粉与硫酸的水溶液在温度160~220℃下充分反应，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为40~60%。
[0005]黑滑石中的主要成分为SiO255~56%、Al2O30.2~0.4%、Fe2O30.1~0.2%、CaO 4.3~4.4%、MgO 27.2~27.5%，也就是说其中含有丰富的镁，但是黑滑石的性质非常稳定，难以与酸或碱发生反应，因此镁的利用难度非常大。本专利技术发现，将黑滑石粉碎后将其与浓度40~60%的硫酸在上述温度下反应，可使镁的溶出率达到90%以上，可实现对黑滑石中镁的充分提取。
[0006]作为优选的操作方式，处理的过程中通过对反应釜适当加压使反应温度达到160~220℃。
[0007]优选的，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液的质量比为1：3~5。在上述相对用量下进行反应，既可实现硫酸用量充分而反应完全，还不会因硫酸的添加量太多而导致硫酸浪费。
[0008]优选的，所述黑滑石粉的粒度为小于50目。将黑滑石粉碎后可与硫酸溶液接触更充分，反应更完全，而且由于硫酸的浓度和温度选择恰当，对黑滑石进行上述目数的粉碎即可进行充分反应，不需进行进一步地粉碎，可大大地减少工业生产中的粉碎成本。
[0009]作为优选的操作方式，所述黑滑石粉的粒度为50~100目。
[0010]作为优选的操作方式，与硫酸的水溶液充分反应的时间为1.5~3h。
[0011]优选的，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液充分反应后还包括如下步骤：向充分反应后的混合液中加水，搅拌，得硫酸镁的混悬液，向上述硫酸镁的混悬液中添加轻烧氧化镁，至混合液的pH为5~7，然后向其中添加双氧水，搅拌过滤后得硫酸镁溶液和废渣。
[0012]黑滑石与硫酸充分反应后，溶出的液体中通常还含有Al2(SO4)3Fe2(SO4)3和CaSO4等杂质，因此需要将MgSO4与上述杂质进行分离，通过添加水，可使硫酸镁全部溶解；通过添加镁化镁，控制pH 5~7，既可以使铁、铝、钙沉淀，又可以保证镁不沉淀（镁沉没的pH约为9），通过添加双氧水可进一步将亚铁离子进行氧化，生成Fe(OH)3沉淀。
[0013]优选的，所述水的添加量为所述黑滑石质量的3~6倍。补加上述用量的水后可使溶液中硫酸镁处于不饱和状态，便于后续加入氧化镁的反应，加快pH上升速度。
[0014]优选的，所述双氧水的添加量为所述黑滑石质量的0.5~5%。在上述相对用量下进行反应，既可实现铁的充分氧化，还不会因双氧水的添加量太多而导致浪费。
[0015]作为优选的操作方式，所述双氧水溶液的浓度为20~40%。
[0016]优选的，向反应后的混合液中加水后，对所述混合液搅拌5~15min，得所述硫酸镁的混悬液。
[0017]优选的，将搅拌过滤后得到的硫酸镁溶液蒸发结晶得七水硫酸镁。
[0018]作为优选的操作方式，包括如下操作步骤：1）在反应釜中，将黑滑石粉与硫酸的水溶液在温度160~220℃下充分反应，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为40~60%，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液的质量体积比为1：3~5；2）向步骤1）反应后的混合液中加入所述黑滑石质量的3~6倍的水，得混悬液，向上述混悬液中添加轻烧氧化镁，至混合液的pH为5~7，然后向其中添加双氧水，搅拌过滤后得硫酸镁溶液和废渣。
[0019]通过控制上述硫酸的水溶液和水等的相对用量，可实现硫酸镁的理想溶出和分离，有利于得到纯度较高的硫酸镁。
[0020]优选的，对于过滤后分离得到的废渣还包括如下处理步骤：向所述废渣中加入盐酸，充分搅拌反应，过滤，得黑滑石滤渣，将所述黑滑石滤渣用去离子水清洗，清洗后的黑滑石滤渣在600~800℃焙烧，得到白炭黑。
[0021]过滤后的废渣中含有硫酸钙、氢氧化钙、氢氧化铁、氢氧化铝等杂质，通过盐酸浸取可以去除这些杂质；将得到的渣进行焙烧去除黑滑石中的炭即可得到高纯的白炭黑。
[0022]优选的，以浓度30%的盐酸计，所述盐酸与废渣的体积质量比为1:0.2~0.6。在上述相对用量下进行反应，既可实现杂质的溶解去除，还不会因盐酸的添加量太多而导致浪费。
[0023]优选的，盐酸的浓度为2
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31%。
[0024]优选的，向滤渣中加盐酸后，对所述混合液搅拌时间为30~90min。
[0025]作为优选的操作方式，本专利技术的方法包括如下步骤：1）在反应釜中，将黑滑石粉与硫酸的水溶液在温度160~220℃下充分反应，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为40~60%，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液的质量体积比为1：3~5；2）向步骤1）反应后的混合液中加入所述黑滑石质量的3~6倍的水，得混悬液，向上述混悬液中添加轻烧氧化镁，至混合液的pH为5~7，然后向其中添加双氧水，搅拌过滤后得硫酸镁溶液和废渣；3）向所述废渣中加入盐酸，充分搅拌反应，过滤，得黑滑石滤渣，将所述黑滑石滤渣用去离子水清洗，清洗后的黑滑石滤渣在600~800℃焙烧，得到白炭黑；以浓度30%的盐酸计，所述盐酸与废渣的体积质量比为1:0.2~0.6。
[0026]本专利技术所涉及的黑滑石的组成中包括SiO255~56%、AI2O3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑滑石的利用方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应釜中，将黑滑石粉与硫酸的水溶液在温度160~220℃下充分反应，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为40~60%。2.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液的质量比为1：3~5。3.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述黑滑石粉的粒度为50~100目。4.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述黑滑石粉与所述硫酸的水溶液充分反应后还包括如下步骤：向充分反应后的混合液中加水，搅拌，得硫酸镁的混悬液，向上述硫酸镁的混悬液中添加轻烧氧化镁，至混合液的pH为5~7，然后向其中添加双氧水，搅拌过滤后得硫酸镁溶液和废渣。5.根据权利要求4所述的利用方法，其特征在于，所述水的添加量为所述黑滑石质量的3~6倍。6.根据权利要求4所述的利用方法，其特征在于，所述双氧水的添加量为所述黑滑石质量的0.5~5%。7.根据权利要求4所述的利用方法，其特征在于，将搅拌过滤后得到的硫酸镁溶液蒸发结晶得七水硫酸镁。8.根据权利要求4所述的利用方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志远，张振路，尹相会，朱信雄，刘毅松，
申请(专利权)人：中科镁基北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：