石棉尾礦制備輕質氧化鎂的清潔生產(chǎn)工藝研究.pdf

1、我國是擁有石棉礦產(chǎn)資源的大國之一，儲量居世界第三位。西部地區(qū)是我國的主要石棉產(chǎn)區(qū)。石棉開采率不高，伴隨產(chǎn)生大量石棉尾礦，除少數(shù)回填后，大多數(shù)占地堆放，嚴重污染周圍環(huán)境，威脅到人類健康。而尾礦中含有大量具有利用價值的組分，從環(huán)境保護和資源合理利用的角度出發(fā)，都有必要對其回收利用。
　　 目前，國內利用石棉尾礦制備輕質氧化鎂的研究可分為鹽酸法和硫酸法，但存在成本高、原材料轉化率低以及廢棄物的處理不當、資源浪費以及鎂制品質量不高等問題

2、。本文針對四川省石棉尾礦高鎂含量的特性，在國內外研究的基礎上，設計一條閉路循環(huán)的清潔生產(chǎn)工藝路線，提出將清潔生產(chǎn)理念和要求應用于生產(chǎn)過程全控制中，并研發(fā)新型除鐵試劑，以保證輕質氧化鎂產(chǎn)品的純度。不僅從生產(chǎn)成本、能耗和效益角度考慮，更將生態(tài)環(huán)境因素融合于工藝設計，擬從生產(chǎn)源頭消除污染，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產(chǎn)過程之中，實現(xiàn)石棉尾礦有價組分的高效、清潔、綜合利用。本文主要研究內容和結論如下：
　　 (1)確定礦樣中

3、鎂浸出的最佳工藝條件。礦樣中鎂的浸出是工藝中最為關鍵的工序，須對其工藝條件進行嚴格篩選。按照清潔生產(chǎn)物料消耗少的原則，試驗對礦樣粒度、酸種類及用量、液固比、浸礦時間和助溶劑的添加量等條件做對比研究。以鎂的浸出率為指標，確定最佳工藝為：80 目礦樣以液固比為4:1 為前提，在120％硫酸和1％助溶劑的酸環(huán)境中浸礦1h 后鎂的浸出率高達98.76％，同比前人研究該條件具有可行性。
　　 (2)研發(fā)多效分離劑分離雜質。浸礦后的粗制硫酸

4、鎂溶液含有雜質鐵，如不除去會導致產(chǎn)品出現(xiàn)鐵紅現(xiàn)象。以氨水、氫氧化鈉作為沉淀劑時除鐵率不理想，且污染操作環(huán)境和腐蝕生產(chǎn)設備。為解決此問題，試驗從清潔生產(chǎn)角度出發(fā)，研發(fā)新型除雜試劑多效分離劑，以除鐵率作為參照，并與前兩種試劑做對比，結果表明多效分離劑除鐵率高達99.94％，不存在上述現(xiàn)象實現(xiàn)分離試驗的清潔生產(chǎn)。
　　 因此確定多效分離劑為最佳沉淀劑，且pH值在5.5～6.5之間除雜效果最好。
　　 (3)制備輕質氧化鎂的條件

5、選擇。試驗分別以碳酸鈉的粉末、漿液、清亮溶液為研究對象尋找最佳沉淀方式，同時選擇最佳陳化時間。形成沉淀后烘干，對煅燒溫度及時間優(yōu)化選擇。最終確定溶液加入NaCO3 清亮溶液反應完全后立即過濾，不需陳化，850℃高溫下煅燒2.5h 產(chǎn)品純度最高。其中洗滌是保證氧化鎂質量的關鍵程序，用熱水洗滌效果更佳?；厥崭碑a(chǎn)品后廢液基本沒有干擾因素，可作為工業(yè)用水返回母液，體現(xiàn)了工藝的閉合循環(huán)和清潔生產(chǎn)中消滅二次污染的特征，減少末端處理負荷。
　　

6、 (4)對產(chǎn)品進行質量檢驗分析，確保其純度達到預期目標。產(chǎn)品XRD表征得知氧化鎂衍射峰相當尖銳，純度很高；SEM表征得知顆粒物是呈球狀分布的微觀形貌；采用化學分析及原子吸收等方法對產(chǎn)品進行定量分析。數(shù)據(jù)顯示MgO含量在95％以上，達到預期效果。雜質CaO的含量為0.17％，鐵僅有0.0055％，燒失量為3.14％，據(jù)HB/T2573-94 對工業(yè)級氧化鎂的劃分，該產(chǎn)品達到工業(yè)級氧化鎂優(yōu)等品等級。高純氧化鎂作為耐火材料的原料，有很大的利