石棉尾礦制備輕質(zhì)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(yán)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(jià)值的組分，從環(huán)境保護(hù)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(nèi)利用石棉尾礦制備輕質(zhì)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(zhuǎn)化率低以及廢棄物的處理不當(dāng)、資源浪費(fèi)以及鎂制品質(zhì)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(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)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(yīng)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(zhì)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(shè)計(jì)，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(shí)現(xiàn)石棉尾礦有價(jià)組分的高效、清潔、綜合利用。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)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(guān)鍵的工序，須對其工藝條件進(jìn)行嚴(yán)格篩選。按照清潔生產(chǎn)物料消耗少的原則，試驗(yàn)對礦樣粒度、酸種類及用量、液固比、浸礦時(shí)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(biāo)，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(dá)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(zhì)。浸礦后的粗制硫酸

4、鎂溶液含有雜質(zhì)鐵，如不除去會導(dǎo)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(shí)除鐵率不理想，且污染操作環(huán)境和腐蝕生產(chǎn)設(shè)備。為解決此問題，試驗(yàn)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(jié)果表明多效分離劑除鐵率高達(dá)99.94％，不存在上述現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)分離試驗(yàn)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(zhì)氧化鎂的條件

5、選擇。試驗(yàn)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(shí)選擇最佳陳化時(shí)間。形成沉淀后烘干，對煅燒溫度及時(shí)間優(yōu)化選擇。最終確定溶液加入NaCO3 清亮溶液反應(yīng)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(zhì)量的關(guān)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(fù)荷。
　　

6、 (4)對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)分析，確保其純度達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。產(chǎn)品XRD表征得知氧化鎂衍射峰相當(dāng)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(xué)分析及原子吸收等方法對產(chǎn)品進(jìn)行定量分析。數(shù)據(jù)顯示MgO含量在95％以上，達(dá)到預(yù)期效果。雜質(zhì)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(dá)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