CN101348268B - 两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 - Google Patents
两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101348268B CN101348268B CN2007100121716A CN200710012171A CN101348268B CN 101348268 B CN101348268 B CN 101348268B CN 2007100121716 A CN2007100121716 A CN 2007100121716A CN 200710012171 A CN200710012171 A CN 200710012171A CN 101348268 B CN101348268 B CN 101348268B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnesite
- sio
- solution
- boron mud
- obtains
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，该方法包括：(一)，(1)磨细，(2)磁选除铁，(3)酸处理，(4)碱处理，(5)制备氧化镁，(6)碳酸化分解制备二氧化硅；(二)，(1)磨细，(2)磁选除铁，(3)碱处理，(4)水浸处理，(5)过滤分离，(6)制备氧化镁，(7)碳酸化分解制备二氧化硅。本发明的优点：本发明方法使反应介质全部循环利用，工艺流程简单、设备简便，没有固、液、气废弃物的排放，不造成二次污染，能够以较低的成本实现对硼泥、菱镁矿和滑石矿中的镁、硅的高附加值综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及含镁、硅资源综合利用技术领域，具体涉及两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法。
背景技术
硼泥是利用硼镁(铁)矿生产硼酸、硼砂后排放的工业废渣。硼泥色浅红，颗粒细，成沙土状，其主要成分为MgO和SiO2。其典型组成为MgO：35～39％、CO2：29～31％、SiO2：18～20％、B2O3：2～5％、Fe2O3：3.3～4.6％、CaO：1.5～2％、Al2O3：2～2.5％。硼泥排放后多堆积存放，堆放之处寸草不生，对周围环境造成严重污染，其本身渗透和雨水冲刷还可使硼泥的污染成分进入水体，破坏硼泥堆积处的生态环境，治理硼泥已是迫切需要解决的环境问题。
目前国内外硼泥的利用主要有：
(1)利用硼泥制砖；
(2)提取硼泥中的氧化镁。1：以硼泥和三聚氰胺废液为原料，经酸化、净化、碳酸化、煅烧生产高活性轻质氧化镁，不足之处是硼泥中的其他组分没得到利用，并产生二次污染；2：用一定浓度(30％)的硫酸把硼泥中的镁浸出，以碳酸钠为沉淀剂制取碳酸镁，过滤、洗涤、干燥后煅烧，得到氧化镁，不足之处是硼泥中的其他组分没得到利用，还有副产品芒硝，产生二次污染。
菱镁矿的主要成分为：MgO：41～47％、CO2：20～50％、CaO：0.7～6％、SiO2：0.6～6％、Fe2O3：0.4～0.6％。
目前国内外菱镁矿的利用主要有：
(1)从菱镁矿中提取金属镁
(2)将菱镁矿煅烧生产轻烧粉，用于制造陶瓷原料、多种镁盐等。将菱镁矿在1400℃～1800℃下煅烧生产重烧镁，用于制造耐火材料。在2500℃～3000℃将重烧镁熔融，制备电熔氧化镁。
滑石矿的主要成分为：SiO2：50～60％、MgO：35～40％、CO2：3～6％、CaO：0.2～0.4％。
目前国内外滑石矿的利用主要有：
用来制造滑石瓷、工艺品以及用于造纸工业，用作防水材料、化妆品和食品添加剂。
发明内容
针对硼泥、菱镁矿和滑石矿利用技术现状，本发明提供综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁和二氧化硅的方法。
一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，其特征包括以下步骤：
(1)磨细
将硼泥、菱镁矿和滑石矿磨细到40μm以下备用；
(2)磁选除铁
将硼泥、菱镁矿和滑石矿经强磁选除铁，使铁含量低于0.5％；
(3)酸处理
将磨细后的硼泥、菱镁矿和滑石矿与一定浓度的硫酸溶液在80℃以上反应1.5h以上，然后过滤分离，滤渣主要为二氧化硅，滤液为硫酸镁溶液；
(4)碱处理
将步骤(3)得到的渣与NaOH以适当比例混合后在100～800℃下反应1h以上，然后水浸，过滤分离，滤液为硅酸钠溶液；
(5)氧化镁的制备
将步骤(3)得到的滤液蒸发结晶，得七水硫酸镁；将七水硫酸镁加热至200℃烘干，然后在1200℃以上煅烧，得到MgO和SO3气体，SO3气体用硫酸溶液吸收，制成硫酸；
(6)碳酸化分解制备二氧化硅
向由步骤(4)得到的滤液中通入含CO2的气体，其中CO2含量为20～100％，其余为氮气，溶液温度为60～90℃，气体流量为30～120ml/min，溶液的pH值降到9，然后，在常温下继续通入CO2气体至溶液pH值降到7，反应生成SiO2和Na2CO3，过滤分离得SiO2，加热脱水得到SiO2粉体。
其中步骤(6)得到的Na2CO3滤液在65～90℃与CaO苛化反应5～20min，其中CaO与Na2CO3的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，氢氧化钠返回碱处理工序，碳酸钙分解制备CO2和CaO，用于碳分和苛化工序。
一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，其特征包括以下步骤：
(1)磨细
将硼泥、菱镁矿和滑石矿磨细到40μm以下；
(2)磁选除铁
将硼泥、菱镁矿和滑石经强磁选除铁，使铁含量低于0.5％；
(3)碱处理
将磁选除铁后的硼泥、菱镁矿和滑石矿与NaOH以适当比例混合后在100～800℃下反应1h以上；
(4)水浸处理
将步骤(3)得到的产物用体积量1～10倍水、温度20～100℃的水在60～90℃下恒温搅拌30～50min；
(5)过滤分离
将步骤(4)得到的水浸产物过滤分离，滤液为Na2SiO3，滤渣主要为Mg(OH)2；
(6)氧化镁的制备
将步骤(5)得到的滤渣由螺旋溜槽除杂后，洗涤、烘干、粉碎、筛分，在450～550℃煅烧得到氧化镁产品；
(7)碳酸化分解制备二氧化硅
向步骤(5)得到的滤液中通入含CO2的气体，其中CO2含量为20～100％，其余为氮气，溶液温度为60～90℃，气体流量为30～120ml/min，溶液的pH值降到9，然后，在常温下继续通入CO2气体至溶液pH值降到7，反应生成SiO2和Na2CO3，过滤分离得SiO2，加热脱水得到SiO2粉体。
其中步骤(7)得到的Na2CO3滤液在65～90℃与CaO苛化反应5～20min，其中CaO与Na2CO3的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，氢氧化钠返回碱处理工序，碳酸钙分解制备CO2和CaO，用于碳分和苛化工序。
本发明酸法综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿的方法是将原料粉碎磨细到40μm以下，在常压条件下与 硫酸反应，固液分离，将滤液浓缩结晶，得到硫酸镁，加热分解硫酸镁制取MgO，将主要含二氧化硅的滤渣与氢氧化钠反应得到硅酸钠溶液，经碳分制得二氧化硅。
本发明酸法综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备MgO、SiO2的方法包括：
将原料磨到40μm以下，强磁选除铁，将除铁后铁含量低于0.5％的原料与浓度为40％以上的硫酸反应，与硫酸的质量体积(g∶ml)比为1∶1～4，温度80℃以上，常压下反应1.5h以上，进行固-液分离，滤液主要为硫酸镁和反应剩余的硫酸，滤渣主要为二氧化硅。蒸发滤液至1.370～1.384g/cm3(即39～40Bé)冷却至30℃以下得到硫酸镁晶体，余液含有硫酸可以返回酸浸工序。所得硫酸镁外观为白色或无色结晶颗粒，也是一种产品。涉及的化学反应方程式为：
MgCO3+H2SO4＝MgSO4+H2O+CO2↑
MgO·SiO2+H2SO4＝MgSO4+H2O+SiO2
将制得MgSO4·7H2O加热至200℃脱水，得到无水硫酸镁，将无水硫酸镁在1200℃以上煅烧，得到MgO和SO3气体；产生的SO3用硫酸溶液吸收，制成硫酸，再用于浸出原料。实现硫酸循环利用。涉及的化学反应方程式为：
MgSO4·7H2O＝MgSO4+7H2O
MgSO4＝MgO+SO3↑
H2O+SO3＝H2SO4
将主要成分为二氧化硅的滤渣与NaOH以适当比例混合后，在100℃～800℃的条件下反应1～5h。根据反应的具体条件，分熔融焙烧法和浓碱浸出法。熔融焙烧法是将物料与NaOH固体以质量比为1∶3～5比例混合后，在200～800℃温度下反应1～3h，然后降温到60～150℃直接加入1～5倍体积的水。在60～90℃下搅拌20～50min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，每次加水量为渣质量的1～5倍，在60～90℃下搅拌30～50min。
浓碱浸出法是将物料与NaOH固体和水以质量比1∶1～3∶0.5～2比例混合后，在100～150℃温度下反应1～5h。然后降温到60～90℃，直接加入1～5倍体积的水，搅拌30～50min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，加水量为渣质量的1～5倍，在60～90℃下搅拌30～50min。两种方法涉及的化学反应方程式为：
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为30％～50％后，加热至60～90℃，边搅拌边通入气体，气体中CO2含量在20％～100％，其余为氮气。气体流量控制在30ml/min～120ml/min，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。如果硅酸钠溶液中杂质含量高，可先将pH值调为13，过滤分离掉沉淀的杂质后再通入CO2气体，调节溶液pH值为9。常温下继续通入CO2气体调节溶液pH值降至7，再过滤分离，滤渣为SiO2沉淀、滤液为Na2CO3溶液。清洗滤渣除去其中的钠盐，在60～80℃干燥5～12h，得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。涉及的化学反应方程式为：
Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+SiO2·H2O↓
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
将得到的碳酸钠溶液在65℃～90℃下与CaO粉苛化反应5～20min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。过滤分离氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。将氢氧化钠溶液经加热浓缩后再用于和含SiO2的滤渣反应，实现碱的循环利用。将碳酸钙加热分解生成CaO和CO2。CO2用于硅酸钠溶液碳化分解制备SiO2，CaO用于苛化提取SiO2后的碳酸钠溶液。实现CaO和CO2的循环利用。涉及的化学反应方程式为：
Na2CO3+CaO+H2O＝CaCO3↓+2NaOH
CaCO3＝CaO+CO2↑
含SiO2的滤渣也可以用于生产水泥，或用盐酸处理，除去其中的铁，制备具有一定白度的白炭黑。
本发明碱法综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备MgO、SiO2的方法是将原料粉碎磨细到40μm以下，在常压下与NaOH反应，反应后加水浸出，固液分离，滤渣为Mg(OH)2。滤液为硅酸钠溶液，经碳分制备SiO2。
本发明碱法综合利用硼泥、低品位菱镁矿和滑石矿制备氧化镁和二氧化硅的方法如下：
将原料磨到40μm以下，强磁选除铁，将除铁后铁含量低于0.5％的原料与NaOH以适当比例混合后，在100℃～800℃的条件下反应1～5h。根据反应的具体条件，分熔融焙烧法和浓碱浸出法。熔融焙烧法是将物料与氢氧化钠按质量比1∶2～6，反应温度400～800℃，常压下反应1h～3h，然后降温到60℃～150℃，直接加入1～5倍体积的水，在60～90℃下搅拌20～50min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量1～5倍，在60～90℃下搅拌30～50min。洗涤后的滤渣加水调成质量浓度为10～30％的料浆，用螺旋溜槽分离杂质。然后过滤、烘干、粉碎、筛分可得氢氧化镁产品，将氢氧化镁在450℃～550℃煅烧即得氧化镁产品。
浓碱浸出法是将物料与NaOH固体和水以质量比1∶1～3∶0.5～2比例混合后，在100～150℃温度下反应1～5h。然后降温到60～90℃，直接加入1～5倍体积的水，搅拌30～50min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量1～5倍，在60～90℃下搅拌30～50min。洗涤后的滤渣加水调成质量浓度为5～30％的料浆，用螺旋溜槽分离杂质。然后过滤、烘干、粉碎、筛分可得氢氧化镁产品，将氢氧化镁在450℃～550℃煅烧即得氧化镁产品。两种方法涉及的化学反应方程式为：
SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O
MgCO3+2NaOH＝Na2CO3+Mg(OH)2
Mg(OH)2＝MgO+H2O
MgO+H2O＝Mg(OH)2
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为30％～50％后，加热至60～90℃，边搅拌边通入气体，气体中CO2含量在20％～100％，其余为氮气。气体流量控制在30～120ml/min。直至硅酸钠溶液的pH值降到9，如果硅酸钠溶液中杂质含量高，可先将pH调为13，过滤分离除去杂质后，再通入CO2气体，调节溶液pH值为9。常温下继续通入CO2气体调节溶液pH值至7，过滤分离，滤渣为SiO2沉淀、滤液为Na2CO3溶液。清洗滤渣除去其中的钠盐，在60～80℃干燥5～12h，后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。涉及的反应方程式为：
Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+SiO2·H2O↓
2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O
将得到的碳酸钠溶液在65～90℃下与CaO粉苛化反应5～20min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠溶液经加热浓缩后与含SiO2的滤渣反应，实现循环利用。碳酸钙加热分解生成CaO和CO2，CO2用于硅酸钠溶液碳化分解制备SiO2，CaO用于苛化提取SiO2后的碳酸钠溶液。涉及的化学反应方程式为：
Na2CO3+CaO+H2O＝CaCO3↓+2NaOH
CaCO3＝CaO+CO2↑
本发明工艺流程简单，设备简便易行，没有固、液、气废弃物的排放，不造成二次污染，NaOH循环利用，以较低的成本实现对硼泥、菱镁矿和滑石矿的精细化综合利用。
具体实施方式
实施例1
原料为产于辽宁的硼泥，组成为：MgO：41％、CO2：30％、SiO2：19％、B2O3：2％、Fe2O3：4.0％、CaO：1.8％、Al2O3：2.2％。
将硼泥磨到40μm以下，强磁选除铁使铁含量为0.3％。然后，加入浓度为50％的硫酸，硼泥与浓硫酸的质量体积比为1∶4，加热至100℃，常压下反应4h后，进行固-液减压分离，滤液为硫酸镁和反应剩余的硫酸，滤渣为二氧化硅及少量杂质等。蒸发滤液得到MgSO4·7H2O，依据蒸发结晶条件所得产品外观可为白色或无色结晶颗粒或粉末。经检验达到HG/T 2680-95标准。
将上述MgSO4·7H2O在200℃脱水，得到无水硫酸镁，将无水硫酸镁于1200℃煅烧5h，制得MgO，外观为白色疏松粉末，经检验达到HG/T 2573-94标准。将上述煅烧MgSO4产生的SO3按常规方法用浓硫酸吸收，制成硫酸。
将主要成分为二氧化硅的滤渣与NaOH及水，以质量比1∶1.5∶1.5混合，在130℃下反应3h。然后降温到60℃，直接加入4倍体积的水，搅拌40min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，加水量为渣质量的5倍，在60℃下搅拌40min。
用水将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为40％后，加热至90℃，边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9，然后在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐，经60℃下干燥8h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在75℃下与CaO粉末苛化反应10min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
实施例2
原料为产于辽宁的硼泥，组成为MgO：42％、CO2：31％、SiO2：18％、B2O3：2％、Fe2O3：3.5％、CaO：1.5％、Al2O3：2％。
将硼泥磨到40μm，强磁选除铁使铁含量为0.3％。然后，加入浓度为60％的硫酸，硼泥与硫酸的质量体积比为1∶4，加热至120℃，常压下反应3h后，进行固-液减压分离，滤液为硫酸镁和反应剩余的硫酸，滤渣中含有二氧化硅及杂质等。蒸发滤液得到MgSO4·7H2O。依据蒸发结晶条件所得产品外观为白色或无色结晶颗粒或粉末，经检验达到HG/T 2680-95标准
将上述MgSO4·7H2O在200℃脱水，得到无水硫酸镁，将无水硫酸镁于1400℃煅烧3h，制得MgO，外观为白色粉末。氧化镁经检验达到HG/T 2573-94标准。将上述煅烧MgSO4产生的SO3按常规方法用浓硫酸吸收，制成硫酸。
将主要成分为二氧化硅的滤渣与NaOH以质量比1∶3混合，在450℃下反应2h。反应后降温至90℃，直接加入2倍体积的水，搅拌30min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，加水量为渣质量的4倍，在60℃下搅拌50min。
用水将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为50％后，加热至85℃。边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后在常温下继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离。清洗沉淀除去其中的钠盐，经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应15min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
实施例3
原料为产于辽宁的硼泥，组成为：MgO：42％、CO2：31％、SiO2：18％、B2O3：2％、Fe2O3：3.5％、CaO.：1.5％、Al2O3：2％。
将硼泥磨到40μm以下，强磁选除铁使铁含量为0.3％。然后与NaOH以质量比1∶5混合，在450℃下反应3h。反应后降温至90℃，直接加入2倍体积的水，在60℃下搅拌50min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2，三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量1～5倍，在70℃下搅拌35min。
用水将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃。边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后，在常温下继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离。清洗沉淀除去其中的钠盐，经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应15min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为10％浆料，用螺旋溜槽将杂质分离出去。过滤，在110℃下烘干3h。粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
实施例4
原料为产于辽宁的硼泥，组成为：MgO：42％、CO2：31％、SiO2：18％、B2O3：2％、Fe2O3：3.5％、CaO：1.5％、Al2O3：2％。
将硼泥磨到40μm以下，强磁选除铁使铁含量为0.3％。然后与NaOH和水以质量比1∶3∶2混合，在 100℃下反应3h。反应后降温至90℃，直接加入3倍体积的水，搅拌30min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量3倍，在60℃下搅拌50min。
用水将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃，边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后，在常温下继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离。清洗沉淀除去其中的钠盐，经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应15min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为15％浆料，用螺旋溜槽将杂质分离出去。过滤，在110℃下烘干3h。粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
实施例5
原料为产于辽宁的菱镁矿，组成为MgO：47.6％、CO2：45.8％、SiO2：5.2％、CaO：0.889％、Fe2O3：0.511％。
将菱镁矿磨到40μm，加入浓度为60％的硫酸，与硫酸的质量体积比为1∶4，加热至反应温度80℃，常压下反应3h后，进行固-液减压分离，滤液为硫酸镁和反应剩余的硫酸，滤渣中含有二氧化硅及杂质等。蒸发滤液得到MgSO4·7H2O。依据蒸发结晶条件所得产品外观为白色或无色结晶颗粒或粉末，经检验达到HG/T 2680-95标准
将上述MgSO4·7H2O在200℃脱水，得到无水硫酸镁。将无水硫酸镁于1400℃煅烧3h，制得MgO，外观为白色粉末。经检验氧化镁达到HG/T 2573-94标准。将上述煅烧MgSO4产生的SO3按常规方法用浓硫酸吸收，制成硫酸。
将主要成分为二氧化硅的滤渣与NaOH以质量比1∶3混合，在450℃下反应2h。反应后降温至80℃，直接加入3倍体积的水，搅拌30min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，加水量为渣质量的3倍，在60℃下搅拌50min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为50％后，加热至85℃，边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7。再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐。经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应15min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
实施例6
原料为产于辽宁的菱镁矿，组成为MgO：47.6％、CO2：45.8％、SiO2：5.2％、CaO：0.889％、Fe2O3：0.511％。
将菱镁矿磨到40μm以下，与NaOH以质量比1∶5混合，在450℃下反应3h。反应后降温至90℃，直接加入2倍体积的水，在65℃下搅拌40min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量3倍，在60℃下搅拌50min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃。边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7。再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐。经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应10min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。生成的氢氧化钠溶液和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为30％的浆料，然后用螺旋溜槽将杂质分离出去。然后，过滤、洗涤，洗涤用水量为滤饼体积10倍。洗涤3次后，在110℃下烘干3h，粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
实施例7
原料为产于辽宁的菱镁矿，组成为MgO：47.6％、CO2：45.8％、SiO2：5.2％、CaO：0.889％、Fe2O3：0.511％。
将菱镁矿磨到40μm以下，与NaOH和水以质量比1∶3∶2混合，在150℃下反应3h。反应后降温至90℃，直接加入4倍体积的水，搅拌35min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量5倍，在65℃下搅拌50min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃，边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9，然后在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离。清洗沉淀除去其中的钠盐。经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应10min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢 氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。生成的氢氧化钠溶液和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为30％的浆料，然后用螺旋溜槽将杂质分离出去。然后，过滤、洗涤。洗涤用水量为滤饼体积10倍。洗涤3次后，在110℃下烘干3h，粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
实施例8
原料为产于辽宁的滑石矿，组成为MgO：38％、CO2：4.59％、SiO2：56.6％、Fe2O3：0.321％、CaO：0.324％、Al2O3：0.184％。
将滑石矿磨到40μm，加入60％硫酸，与硫酸的质量体积比为1∶4，加热至反应温度80℃，常压下反应3h后，进行固-液减压分离，滤液为硫酸镁和反应剩余的硫酸，滤渣中含有二氧化硅及杂质等。蒸发滤液得到MgSO4·7H2O。依据蒸发结晶条件所得产品外观可为白色或无色结晶颗粒或粉末，经检验达到HG/T 2680-95标准
将上述MgSO4·7H2O在200℃脱水，得到无水硫酸镁，将无水硫酸镁于1400℃煅烧3h，制得MgO，外观为白色粉末，氧化镁经检验达到HG/T 2573-94标准。将上述煅烧MgSO4产生的SO3按常规方法用浓硫酸吸收，制成硫酸。
将主要成分为二氧化硅的滤渣与NaOH以质量比1∶3混合，在450℃下反应3h。反应后降温至90℃，直接加入4倍体积的水，搅拌45min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；少量滤渣三次逆流洗涤，加水量为渣质量的5倍，在70℃下搅拌40min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为50％后，加热至85℃，边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9，然后在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7，再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐，经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应15min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。生成的氢氧化钠溶液和碳酸钙可循环利用。
实施例9
原料为产于辽宁的滑石矿，组成为MgO：38％、CO2：4.59％、SiO2：56.6％、Fe2O3：0.321％、CaO：0.324％、Al2O3：0.184％
将滑石矿磨到40μm以下，与NaOH以质量比1∶5混合，在700℃下反应3h。反应后降温至90℃。直接加入4倍体积的水，搅拌40min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量2倍，在60℃下搅拌50min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃。边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后，在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7。再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐。经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应10min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为30％，然后用螺旋溜槽将杂质分离出去。然后过滤、洗涤，洗涤用水量为滤饼体积10倍。洗涤3次后在110℃下烘干3h，粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
实施例10
原料为产于辽宁的滑石矿，组成为MgO：38％、CO2：4.59％、SiO2：56.6％、Fe2O3：0.321％、CaO：0.324％、Al2O3：0.184％
将滑石矿磨到40μm以下，与NaOH和水以质量比1∶3∶2混合，在150℃下反应3h。反应后降温至90℃。直接加入5倍体积的水，搅拌30min。过滤分离，滤液为硅酸钠和未反应的氢氧化钠溶液；滤渣主要为Mg(OH)2。三次逆流洗涤滤渣，每次加水量为渣质量2倍，在60℃下搅拌45min。
将硅酸钠溶液浓度调节至SiO2质量百分数为45％后，加热至90℃。边搅拌边通入CO2气体，直至硅酸钠溶液的pH值降到9。然后，在常温下，继续通入CO2气体调节溶液pH值降到7。再过滤分离，清洗沉淀除去其中的钠盐。经70℃下干燥3h后得到平均粒径约为12μm的SiO2粉末。溶液为Na2CO3溶液。
将得到的碳酸钠溶液在80℃下与CaO粉苛化反应10min，其中CaO与碳酸钠的质量比为1.2，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙沉淀。氢氧化钠和碳酸钙可循环利用。
将主要成分为Mg(OH)2滤渣加水调成质量浓度为30％，然后用螺旋溜槽将杂质分离出去。然后过滤、洗涤，洗涤用水量为滤饼体积10倍。洗涤3次后在110℃下烘干3h，粉碎，在500℃煅烧3h制得氧化镁。经检验达到HG/T 2573-94标准。
Claims (4)
1.一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，包括以下步骤：
(1)磨细
将硼泥、菱镁矿和滑石矿磨细到40μm以下备用；
(2)磁选除铁
将硼泥、菱镁矿和滑石矿经强磁选除铁，使铁含量低于0.5％；
(3)酸处理
将磨细后的硼泥、菱镁矿和滑石矿与一定浓度的硫酸溶液在80℃以上反应1.5h以上，然后过滤分离，滤渣主要为二氧化硅，滤液为硫酸镁溶液；
(4)碱处理
将步骤(3)得到的渣与NaOH以适当比例混合后在100～800℃下反应1h以上，然后水浸，过滤分离，滤液为硅酸钠溶液；
(5)氧化镁的制备
将步骤(3)得到的滤液蒸发结晶，得七水硫酸镁；将七水硫酸镁加热至200℃烘干，然后在1200℃以上煅烧，得到MgO和SO3气体，SO3气体用硫酸溶液吸收，制成硫酸；
(6)碳酸化分解制备二氧化硅
向由步骤(4)得到的滤液中通入含CO2的气体，其中CO2含量为20～100％，其余为氮气，溶液温度为60～90℃，气体流量为30～120ml/min，溶液的pH值降到9，然后，在常温下继续通入CO2气体至溶液pH值降到7，反应生成SiO2和Na2CO3，过滤分离得SiO2，加热脱水得到SiO2粉体。
2.一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，包括以下步骤：
(1)磨细
将硼泥、菱镁矿和滑石矿磨细到40μm以下；
(2)磁选除铁
将硼泥、菱镁矿和滑石经强磁选除铁，使铁含量低于0.5％；
(3)碱处理
将磁选除铁后的硼泥、菱镁矿和滑石矿与NaOH以适当比例混合后在100～800℃下反应1h以上；
(4)水浸处理
将步骤(3)得到的产物用体积量1～10倍水、温度20～100℃的水在60～90℃下恒温搅拌30～50min；
(5)过滤分离
将步骤(4)得到的水浸产物过滤分离，滤液为Na2SiO3，滤渣主要为Mg(OH)2；
(6)氧化镁的制备
将步骤(5)得到的滤渣由螺旋溜槽除杂后，洗涤、烘干、粉碎、筛分，在450～550℃煅烧得到氧化镁产品；
(7)碳酸化分解制备二氧化硅
向步骤(5)得到的滤液中通入含CO2的气体，其中CO2含量为20～100％，其余为氮气，溶液温度为60～90℃，气体流量为30～120ml/min，溶液的pH值降到9，然后，在常温下继续通入CO2气体至溶液pH值降到7，反应生成SiO2和Na2CO3，过滤分离得SiO2，加热脱水得到SiO2粉体。
3.根据权利要求1所述一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，其特征在于步骤(6)得到的Na2CO3滤液在65～90℃与CaO苛化反应5～20min，其中CaO与Na2CO3的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，氢氧化钠返回碱处理工序，碳酸钙分解制备CO2和CaO，用于碳分和苛化工序。
4.根据权利要求2所述一种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的绿色冶金方法，其特征在于步骤(7)得到的Na2CO3滤液在65～90℃与CaO苛化反应5～20min，其中CaO与Na2CO3的质量比为1～1.5，生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀，氢氧化钠返回碱处理工序，碳酸钙分解制备CO2和CaO，用于碳分和苛化工序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100121716A CN101348268B (zh) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007100121716A CN101348268B (zh) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101348268A CN101348268A (zh) | 2009-01-21 |
| CN101348268B true CN101348268B (zh) | 2011-04-06 |
Family
ID=40267268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007100121716A Expired - Fee Related CN101348268B (zh) | 2007-07-19 | 2007-07-19 | 两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101348268B (zh) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102139899B (zh) * | 2010-11-25 | 2012-09-26 | 汪晋强 | 用硼泥制备一水硫酸镁联产硫酸锰和硫酸钙的方法 |
| CN102424390B (zh) * | 2011-09-01 | 2013-05-15 | 东北大学 | 一种综合利用硼镁铁矿的方法 |
| CN102652991B (zh) * | 2012-05-18 | 2014-08-20 | 江苏大学 | 一种利用硼泥制备钢包或中间包覆盖剂的方法 |
| CN102838141A (zh) * | 2012-10-10 | 2012-12-26 | 河北科技大学 | 一种菱镁矿除硅铝生产氢氧化镁的工艺 |
| CN104418573A (zh) * | 2013-08-22 | 2015-03-18 | 丹东玉龙镁业有限公司 | 一种综合利用工业废弃物硼泥的方法 |
| CN107204213B (zh) * | 2017-03-16 | 2019-12-17 | 营口松辽镁业有限公司 | 一种电工级氧化镁粉的生产方法 |
| CN108821303B (zh) * | 2018-07-13 | 2021-07-20 | 大连地拓环境科技有限公司 | 一种硼泥综合利用的方法 |
| CN109970071A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-05 | 辽宁科技大学 | 一种酸法提纯低品位滑石的生产方法 |
| CN110590299A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 长春市城市快速路管理维护有限责任公司 | 一种低收缩耐磨水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法 |
| CN111153610B (zh) * | 2020-02-28 | 2022-12-27 | 辽宁科大中驰镁建材科技有限公司 | 一种高铁高钙高硅废弃菱镁矿与硼泥综合利用的方法 |
| CN112574504B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-08-30 | 应急管理部沈阳消防研究所 | 硼泥废弃制备气凝胶与阻燃剂及其气凝胶的改性应用 |
| CN112875733A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-01 | 浙江工业大学 | 一种黑滑石矿提镁制备纳米级氢氧化镁的方法 |
| CN112850722B (zh) * | 2021-02-11 | 2022-10-14 | 贵州大学 | 一种含氟硅渣分步制备白炭黑和冰晶石的方法 |
| CN114988418A (zh) * | 2021-03-02 | 2022-09-02 | 香港理工大学 | 一种利用废弃混凝土砂粉制备纳米二氧化硅的方法 |
| CN113149044A (zh) * | 2021-04-19 | 2021-07-23 | 东北大学 | 一种采用硼泥制备镁盐的方法 |
| CN115849385B (zh) * | 2023-02-15 | 2023-06-02 | 中南大学 | 对黑滑石中硅镁的综合利用方法及应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1401573A (zh) * | 2002-09-13 | 2003-03-12 | 清华大学 | 由菱镁矿联合生产硫酸镁、碳酸镁及氢氧化镁产品的方法 |
| CN1546746A (zh) * | 2003-12-16 | 2004-11-17 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 利用硼泥生产氧化镁单晶的方法 |
| CN1944259A (zh) * | 2006-11-03 | 2007-04-11 | 高佳令 | 利用白云灰与硼泥生产工业氧化镁的方法 |
-
2007
- 2007-07-19 CN CN2007100121716A patent/CN101348268B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1401573A (zh) * | 2002-09-13 | 2003-03-12 | 清华大学 | 由菱镁矿联合生产硫酸镁、碳酸镁及氢氧化镁产品的方法 |
| CN1546746A (zh) * | 2003-12-16 | 2004-11-17 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 利用硼泥生产氧化镁单晶的方法 |
| CN1944259A (zh) * | 2006-11-03 | 2007-04-11 | 高佳令 | 利用白云灰与硼泥生产工业氧化镁的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘见芬等.硼泥的综合回收利用试验研究.非金属矿24 3.2001,24(3),说明书第27-29页. |
| 刘见芬等.硼泥的综合回收利用试验研究.非金属矿24 3.2001,24(3),说明书第27-29页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101348268A (zh) | 2009-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101348268B (zh) | 两种综合利用硼泥、菱镁矿和滑石矿制备氧化镁、二氧化硅的方法 | |
| CN102515279B (zh) | 一种综合提取煤矸石中硅铝铁的方法 | |
| CN101041450B (zh) | 利用高铝粉煤灰制取氧化铝和白炭黑清洁生产工艺 | |
| CN102502720B (zh) | 深度碳化法处理碳酸盐型锂精矿生产电池级碳酸锂工艺 | |
| CN100542961C (zh) | 一种氢氧化钠熔盐法处理铝土矿生产氢氧化铝的工艺 | |
| CN101450811A (zh) | 煤矸石提取氧化铝的方法 | |
| CN108941167B (zh) | 一种铝电解槽废阴极炭块中含钠、含氟化合物的机械化学转化与回收方法 | |
| CN101863500B (zh) | 一种含铝冶金物料生产氧化铝的方法 | |
| CN104445311B (zh) | 高含量二氧化硅质粉煤灰多联产洁净制备方法 | |
| CN101683988A (zh) | 一种利用含镁物料生产系列镁质化工产品的方法 | |
| US8658119B2 (en) | Production and/or recovery of products from waste sludge | |
| CN102030347B (zh) | 一种氯化镁热解制备高纯氧化镁的方法 | |
| WO2013143335A1 (zh) | 碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法 | |
| CN112093814B (zh) | 一种利用铝灰无渣化制备氧化铝的方法 | |
| CN110668482B (zh) | 一种干法氟化铝的生产方法 | |
| CN101100304A (zh) | 一种由低铝硅比的含铝矿物制备氧化铝的方法 | |
| CN102515221A (zh) | 从粉煤灰或煤矸石中提取氧化铝和非晶态二氧化硅的方法 | |
| WO2011127671A1 (zh) | 从以铝或铝合金为还原剂制取金属镁的副产物中提取氢氧化铝和氧化铝的方法 | |
| KR101048230B1 (ko) | 알루미늄드로스를 이용한 수산화알루미늄 제조방법 | |
| CN109108050B (zh) | 一种铝电解大修渣中含钠、含氟化合物的转化方法与系统 | |
| CN101374767B (zh) | 一种制备氧化镁的改进方法 | |
| KR20170004915A (ko) | 백운석을 이용하는 탄산마그네슘과 염화칼슘 제조방법 | |
| CN103864086A (zh) | 一种利用富硼渣制造硼砂的方法 | |
| CN113716591A (zh) | 一种铝灰回收再利用方法 | |
| Rayzman et al. | Sodium aluminate from alumina-bearing intermediates and wastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110406 Termination date: 20160719 |