石棉尾矿综合利用的方法技术

本发明专利技术涉及非金属资源的综合利用及固体废弃物资源化利用技术领域，是一种石棉尾矿综合利用的方法，其按下述步骤进行：第一步，将石棉尾矿与盐酸反应得到分别酸浸液和酸浸渣；第二步，先将第一步得到的酸浸液与氧化剂进行氧化反应，然后与氨水进行反应分别得到固体铁红和第二步滤液；第三步，将上述第二步滤液与氨水反应分别得到固体高纯氢氧化镁和第三步滤液；第四步，将上述酸浸渣和铁红与焦炭充分混合后在2200℃至2500℃下充分反应得到上层即电熔镁砂、下层即硅铁。本发明专利技术利用石棉尾矿制备高纯氢氧化镁及硅铁，利用盐酸浸出矿物，其浸出率较高，又能够克服盐酸与氨的运输环节，无固体废弃物产生，没有废弃物的排放，对环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及非金属资源的综合利用及固体废弃物资源化利用
，是一种石棉尾矿综合利用的方法。二
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。 石棉是人类最早利用的非金属矿产资源之一，其有耐摩擦、耐热、抗腐蚀、隔音和质轻等特点，这也决定了它在工业利用方面的多功能及广阔的应用领域。用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。目前由于环境保护的要求，因此世界各国都在研究石棉的代用品。 目前，我国西部石棉产区每选出1吨合格的3至5级石棉，需用石棉矿石26至28 吨，亦即每产1吨成品棉要产生25至27吨尾矿。西部矿区(含青海芒崖、新疆巴洲、若羌 三矿)等地每年生产成品棉约30万吨，每年新增尾矿750万吨以上。同时，该地区累积石 棉尾矿已达数千万甚至上亿吨，堆积如山。加之这些地区常年风多雨少，寒冷干燥，年主导 风向为西北风，大风天数有125-165天， 一般风速在17米/秒-20米/秒，每遇大风之日， 石棉粉尘高扬，咫尺莫辨。四周方圆几十公里的山丘均是白茫茫的一片，均被石棉粉尘覆 盖。在阿尔金山下的戈壁滩上，分布着几条几十公里长的尾矿冲积带，使这些地方原本很脆 弱的植被荡然无存。在20平方公里内的牛羊宰杀后肺部都是网状物(石棉肺)，对人的生 存环境构成严重威胁，还严重威胁到了阿尔金山自然保护区，可可西里藏羚羊保护区动植 物的安全。因此，解决堆积如山的石棉尾矿是我国西部石棉产区，乃至整个西部地区环境保 护的重大挑战之一。 关于石棉尾矿的综合利用技术，主要方法如下 1、制备金属镁 由于石棉尾矿主要由蛇纹石组成，化学成分主要是氧化镁和二氧化硅。早在1967年，美国F. L. P皿dsacl等人就采用碳酸氢铵对石棉尾矿进行处理，获得二氧化硅、碳酸镁等产品。W. George等对石棉尾矿首先用盐酸浸取，过滤后将硅与镁分离，分别处理滤液和滤渣，最后得到高比表面积的二氧化硅和镁盐。国外处理石棉尾矿的主流技术能耗较高，成本较高，处境困难。 2、高效回收石棉纤维 利用石棉纤维在水中或一些化学表面剂溶液中会发生膨胀，施加一定外力即可变 为极细的石棉纤维这一原理，将干法风选的石棉尾矿进行松解，进而回收得到满足石棉制 品要求的具有一定长径比的石棉纤维。这种回收技术虽然能够回收部分石棉产品，有效地提高企业的经济效益，但并不能减少影响环境的石棉尾矿，无法达到消除污染的主要目的。 3、制备建筑材料 (1)采用石棉尾矿为基本骨料，粉煤灰为胶粘剂生产免烧砖，实验证明其制品的抗 压抗折强度远高于150号免烧砖技术指标；(2)将尾矿粉碎，在700 105(TC高温下焙烧后 再碾磨，然后成型、水热处理，作墙体材料、保温隔热材料和装饰材料；(3)通过原料制备、 熔制、成型、退火和晶化等工艺制备微晶玻璃，其各项理化指标均达到或超过同类产品，其 机械性能、耐磨性及耐腐蚀性能优异，具有良好的电绝缘性和较高的耐热性及较低的热膨 胀系数；(4)用石棉尾矿制备耐热混凝土和耐火材料，该工艺利用石棉尾矿主要含硅镁的 特点，经配料、高温煅烧、碾磨、成型、低温合成等工序，最后得到上述耐火材料，其产品质量 均达到国家标准的要求。使用石棉尾矿生产建筑材料，能够大量地消耗石棉尾矿，有效地解 决石棉尾矿污染的环境问题，同时具有一定的经济效益。但这类综合利用方式至今未能获 得推广应用，其原因主要有三点(l)低温成型制备石棉尾矿砖瓦，尾矿中的石棉纤维未能 改性，使用中仍存在石棉废物污染环境的问题；(2)使用高温煅烧制备耐火材料，虽然改变 了石绵纤维的结构，消除了石棉废物的环境威胁，但生产中需要消耗大量的燃料，生产成本 高，利润有限；(3)绝大部分石棉矿山都在边远山区，交通不便，运输线路长，而制成品销售 价格低，企业很难获得利润来维持正常运转。 4、酸碱浸出 国内外进行的主要研究均是采用盐酸、硫酸或混酸浸取石棉尾矿，或用碳酸钠、碳 酸氢铵处理，制取镁盐、氧化镁或镁金属。提镁以后的废渣经过烧碱的处理，然后再用酸进 行中和，制备白炭黑。流程的缺点是加入的酸和烧碱最终不能利用，进入废水排出，形成二 次污染，产品氢氧化镁、氧化镁的产品质量不易控制。而酸和碱则通过市场购买，运输成本 较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，克服了上述现有技术之不足，其利 用石棉尾矿制备高纯氢氧化镁及硅铁，变废为宝。 本专利技术还能够进一步克服盐酸与氨的运输环节，实现无固体废弃物产生、没有废 弃物的排放、对环境友好的效果。 本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的一种，其 按下述步骤进行 第一步，将石棉尾矿与盐酸在常压、8(TC至ll(TC下进行充分反应后，过滤分别得 到酸浸液和酸浸渣； 第二步，先将第一步得到的酸浸液与氧化剂进行充分的氧化反应使其中的二价铁 变为三价铁，然后与5%至10%的氨水在常压、5(TC至9(TC下进行反应，当pH值到7至8时 停止反应，经过滤分别得到固体铁红和第二步滤液；第三步，将上述第二步滤液与10X至20^的氨水在常压、5(TC至9(rC、pH值为10 至11下充分反应后，过滤分别得到固体高纯氢氧化镁和第三步滤液； 第四步，将上述酸浸渣和铁红与焦炭充分混合后在220(TC至250(TC下充分反应 得到上层即电熔镁砂、下层即硅铁。5 下面是对上述专利技术技术方案之一的进一步优化或/和改进 将上述第三步滤液加入氧化镁进行沸腾蒸氨反应，分别得到汽态的氨和液体，汽 态的氨经过冷凝并配制成浓度为5%至10%的氨水用于上述第二步或/和10%至20%的 氨水用于上述第三步中。 将上述沸腾蒸氨反应得到的液体在密闭反应器中进行加热分解反应分别得到固 体氧化镁和液体盐酸，并将固体氧化镁用于上述沸腾蒸氨反应中，将液体盐酸用于上述第一步中。 上述分解反应的反应温度为80(TC至900°C 。 将上述液体盐酸配制成浓度为15%至22%的盐酸后用于上述第一步，并且第一 步的反应温度5(TC至9(TC、反应时间为1小时至2小时。 上述氧化剂为30%浓度的双氧水或氧气或空气，氧化反应温度为5(TC至90°C。 上述石棉尾矿含有二氧化硅32%至42%、三氧化二铁和氧化铁7%至12%、氧化 镁36%至42% ;石棉尾矿被粉碎到80目至100目后再用于第一步中。 上述按下述步骤进行 第一步，将石棉尾矿与浓度为15^至22^的盐酸在常压、8(TC至ll(rC下进行l小 时至2小时的反应后，过滤分别得到酸浸液和酸浸渣； 第二步，先将第一步得到的酸浸液与氧化剂进行充分的氧化反应使其中的二价铁 变为三价铁，然后与5%至10%的氨水在常压、5(TC至9(TC下进行反应，当pH值到7至8时 停止反应，经过滤分别得到固体铁红和第二步滤液；第三步，将上述第二步滤液与10X至20^的氨水在常压、5(TC至9(rC、pH值为10 至11下1小时至2小时反应后，过滤分别得到固体高纯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，将石棉尾矿与盐酸在常压、８０℃至１１０℃下进行充分反应后，过滤分别得到酸浸液和酸浸渣；第二步，先将第一步得到的酸浸液与氧化剂进行充分的氧化反应使其中的二价铁变为三价铁，然后与５％至１０％的氨水在常压、５０℃至９０℃下进行反应，当ｐＨ值到７至８时停止反应，经过滤分别得到固体铁红和第二步滤液；第三步，将上述第二步滤液与１０％至２０％的氨水在常压、５０℃至９０℃、ｐＨ值为１０至１１下充分反应后，过滤分别得到固体高纯氢氧化镁和第三步滤液；第四步，将上述酸浸渣和铁红与焦炭充分混合后在２２００℃至２５００℃下充分反应得到上层即电熔镁砂、下层即硅铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨刚，
申请(专利权)人：新疆蓝天伟业科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：65