一种硼泥的综合利用方法技术

本发明专利技术属于固废的资源化领域，具体涉及一种硼泥的利用方法，本发明专利技术所述方法包括如下步骤：1）在反应釜中，使硼泥与硫酸的水溶液充分反应；2）向步骤1）反应后的体系中加水，至形成非饱和的混悬液；3）向所述混悬液中添加轻烧氧化镁，搅拌至混合液的pH为5~8.5，然后向其中添加双氧水，搅拌、过滤后得硫酸镁溶液和滤渣；4）向所得滤渣与氢氧化钠和水反应并过滤后得到水玻璃溶液。本发明专利技术采用短流程除杂，工艺简单、操作简便、容易实现。本发明专利技术从硼泥中提镁和硅的方法，为硼泥的综合利用提供了极为有效且经济实用的途径。济实用的途径。

【技术实现步骤摘要】
一种硼泥的综合利用方法


[0001]本专利技术属于固废的资源化领域，具体涉及一种硼泥的利用方法。

技术介绍

[0002]硼泥是硼化工领域采用湿法化学工艺从硼矿石中提炼有用物质后所残留的工业废渣，硼泥的产量是硼砂的4倍左右。目前，我国相关企业产生硼泥除了少数的在建材领域的应用，大量作为固体废物进行堆积处理，硼泥处理目前已成为企业亟待解决的难题。硼泥中含有大量的有价元素及有害成分，对硼泥的资源化不仅能够解决硼泥的环境污染问题，还能够带来较高的经济效益和社会效益。
[0003]硼泥中有价值的镁和硅元素含量极高，如果将这些元素精纯提取出来，广泛应用于各领域，将会产生巨大的经济和社会效益。镁资源是重要的工业原料，可广泛用来生产陶器、搪瓷、耐火性坩埚、耐火砖等；还可用作磨光剂、粘合剂、促进剂与活化剂等。二氧化硅是橡胶、油漆、造纸及牙膏等产业中不可或缺的先进助剂，尤其是在橡胶产业，二氧化硅已成为良好的白色补强填充料。因此，如果能够研究出一种操作简单、附加值高的生产技术，硼泥将会得到二次利用变废为宝，应用研究前景将非常广阔。
[0004]硼泥成分复杂，是由多种金属氧化物和矿物质等组成的固体残渣，其中主要含有MgO、SiO2、CaO、B2O3、FeO、Al2O3等，还有少量的Mn元素。硼泥矿物组成主要有菱镁石、镁橄榄石、磁铁矿等矿物成分。因此，硼泥中元素的提取和分离困难，目前尚未有成熟的可工业化应用的工艺。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种适用于工业化应用的硼泥利用方法，本专利技术所述方法包括如下步骤：1）在反应釜中，使硼泥与硫酸的水溶液充分反应；2）向步骤1）反应后的体系中加水，至形成非饱和的混悬液；3）向所述混悬液中添加轻烧氧化镁，搅拌至混合液的pH为5~8.5，然后向其中添加双氧水，搅拌、过滤后得硫酸镁溶液和滤渣。
[0006]硼泥与硫酸充分反应后，溶出的液体中通常含有MgSO4，还包括Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CaSO4、MnSO4和B等可溶性杂质，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形成非饱和的悬浊液；通过添加镁化镁，可提高溶液的pH，使铁、铝、钙等杂质沉淀，尤其控制pH 5
‑
8.5，既可以使铁、铝、钙沉淀，又可以保证镁不沉淀通过添加双氧水可进一步将亚铁离子和锰离子进行氧化，生成Fe(OH)3沉淀和锰沉淀，而且酸浸和调pH过程中会形成Mg
‑
Fe类水滑石化合物，可以吸附硼元素，后续添加的氧化镁也可以吸附硼，从而实现硼的沉淀去除，最终得到含有SiO2和其他杂质离子的滤渣。
[0007]优选的，搅拌至混合液的pH为5~8.5。pH范围在5~8.5既可使所得产品质量达标，还不会因氧化镁添加量过多而导致原料浪费。
[0008]优选的，所述步骤1）中，以硫酸的浓度98%计，硼泥与硫酸的质量比为1：0.9~1.1。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。
[0009]优选的，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为25~60%。
[0010]优选的，所述步骤1）中，充分反应温度为50~100℃。
[0011]进一步优选的，所述步骤1）中，充分反应温度为90~100℃。
[0012]研究发现硫酸与硼泥的反应温度对于反应程度有较大的影响，当温度较低时镁的浸出较不完全，当温度升高时尤其当温度到达90~100℃时镁的浸出率明显升高，可提高产品中镁的得率。
[0013]作为优选的操作方式，所述步骤1）中，以硫酸的浓度98%计，硼泥与硫酸的质量比为1：0.9~1.1，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为25~60%，充分反应温度为90~100℃。
[0014]优选的，所述步骤2）中加水量与硼泥质量比为1:2.5~1:1.5。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。
[0015]优选的，轻烧氧化镁加入量与硼泥的质量比为1:40~1:20。在上述相对用量下进行反应，既可实现pH上升到5
‑
8.5，还不会因氧化镁的添加量太多而导致浪费。
[0016]优选的，以浓度30%计，所述双氧水的添加量与硼泥的质量比1:100~1:50。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。
[0017]优选的，还包括如下步骤：将步骤3）所得滤渣与氢氧化钠和水反应并过滤后得到水玻璃溶液。通过上述操作可进一步实现滤渣中SiO2的利用。
[0018]优选的，所述滤渣与所述氢氧化钠的质量比为1：0.2~0.7。
[0019]优选的，所述滤渣与所述水的质量比为1：2~6。
[0020]优选的，反应的温度为70~100℃。
[0021]进一步优选的，反应温度为90~100℃。
[0022]作为优选的操作方式，反应的时间为2~15min。
[0023]优选的，还包括将硫酸镁溶液蒸发结晶得七水硫酸镁的操作。
[0024]作为优选的方案，本专利技术所述方法包括如下步骤：1）在反应釜中，使硼泥与硫酸的水溶液充分反应，以硫酸的浓度98%计，硼泥与硫酸的质量比为1：0.9~1.1，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为25~60%，反应温度为90~100℃；2）向步骤1）反应后的体系中加水，至形成非饱和的混悬液；3）向所述混悬液中添加轻烧氧化镁，搅拌至混合液的pH为5~8.5，然后向其中添加双氧水，搅拌、过滤后得硫酸镁溶液和滤渣；4）将步骤3）所得滤渣与氢氧化钠和水反应并过滤后得到水玻璃溶液；所述滤渣与所述氢氧化钠的质量比为1：0.2~0.7，所述滤渣与所述水的质量比为1：2~6，所述滤渣与所述氢氧化钠和水反应温度为90~100℃。
[0025]本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术通过优化工流程并控制pH的范围即可实现镁离子与其他离子的分离，可得到纯度高，符合工业化生产需要的硫酸镁(硫酸镁的纯度符合HGT 2680
‑
2017《工业硫酸镁》中I类一等品的要求），而且本专利技术所述方法工艺短、能耗低，与现有技术中需要通过蒸
馏、高温煅烧等从硼泥中提取镁元素的方法相比，更适用于工业化地大规模应用。
[0026]2）本专利技术对废渣做了进一步处理，得到了水玻璃溶液，实现了对SiO2的再次利用。
[0027]3）本专利技术通过进一步对反应条件的优化，实现了镁离子和硅离子的充分浸出，提高了以上两种离子的提取率。
[0028]总之，本专利技术工艺简单、操作简便、容易实现，镁和硅离子的提取率高，所得产品纯度高，为硼泥的综合利用提供了极为有效且经济实用的途径。
具体实施方式
[0029]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0030]实施例中涉及的硼泥来自于营口市，硼泥主要化学成分(%)如下表所示：元素MgOCO2SiO2Fe2O3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼泥的综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：1）在反应釜中，使硼泥与硫酸的水溶液充分反应；2）向步骤1）反应后的体系中加水，至形成非饱和的混悬液；3）向所述混悬液中添加轻烧氧化镁，搅拌至混合液的pH为5~8.5，然后向其中添加双氧水，搅拌、过滤后得硫酸镁溶液和滤渣。2.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述步骤1）中，以硫酸的浓度98%计，硼泥与硫酸的质量比为1：0.9~1.1，和/或，所述硫酸的水溶液中硫酸的浓度为25~60%。3.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述步骤1）中，充分反应温度为50~100℃。4.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，所述步骤2）中加水量与硼泥质量比为1:2.5~1:1.5。5.根据权利要求1所述的利用方法，其特征在于，以浓度30%计，所述双氧水的添加量与硼泥的质量比为1:100~1:50。6.根据权利要求1~5任一项所述的利用方法，其特征在于，还包括如下步骤：将步骤3）所得滤渣与氢氧化钠和水反应并过滤后得到水玻璃溶液。7.根据权利要求6所述的利用方法，其...

【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：