CN102627302A - 一种蛇纹石加工利用的方法 - Google Patents

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郑水林
戴瑞
狄永浩
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本发明涉及到一种蛇纹石加工利用的方法。本发明是将蛇纹石粉与硫酸铵按一定质量比例混合后进行焙烧;将焙烧过程中产生的氨气收集并溶于水制成氨水;将焙烧后的固体产物进行搅拌水浸,并过滤、分离固体渣;然后将滤液进行氧化和用氨水沉析、过滤分离铁、镍等金属氢氧化物;将分离铁、镍等金属氢氧化物的滤液用氨水沉析氢氧化镁并过滤;将滤饼移于高温反应釜中进行水热反应,将滤液蒸发结晶回收硫酸铵固体粉末;最后将水热反应产物过滤、洗涤、干燥、打散,得氢氧化镁产品;将水浸过滤渣进行焙烧得多孔二氧化硅产品。本发明的特点是蛇纹石焙烧作业回收的氨水和氢氧化镁滤液蒸发结晶回收的硫酸铵循环使用。

Description

一种蛇纹石加工利用的方法
1.技术领域
本发明涉及到一种蛇纹石加工利用的方法,属于矿物加工领域。 
2.背景技术
蛇纹石是一种主要化学成分为氧化镁和二氧化硅的硅酸盐矿物,同时伴生有不同程度铁、镍、铬等金属矿。目前,对蛇纹石矿进行加工和综合利用的方法主要是酸浸取法。即采用盐酸、硫酸、硝酸等强酸在一定温度下对蛇纹石矿进行酸化处理,使其分解,再经过不同的工序处理,获得氧化镁或氢氧化镁、二氧化硅或白炭黑以及铁、镍、铬的金属氧化物等产物。酸浸取法由于使用强酸,不仅对仪器设备有强腐蚀性,而且因为酸用量较大,在加工和综合利用蛇纹石工艺过程中产生大量的废水。 
本发明针对目前蛇纹石矿加工利用的现状和酸浸法存在的缺点,提出了一种蛇纹石加工利用的绿色方法或工艺,不仅综合利用蛇纹石中的氧化镁和二氧化硅组分制备附加值高、市场前景好的产品,而且所用化学原料循环利用,生产过程清洁、无污染。 
3.发明内容
将蛇纹石矿粉与硫酸铵粉末按一定质量比例混合后于高温下进行焙烧;将焙烧过程中产生的氨气收集并溶于水制成氨水作为碱液使用;将焙烧后的固体产物进行搅拌水浸,使焙烧中生成的硫酸镁等盐类产物溶于水,并过滤、分离固体渣;然后将滤液进行氧化和用焙烧作业回收的氨水沉析铁、镍等金属氢氧化物,并过滤分离铁、镍等金属氢氧化物;将分离铁、镍等金属氢氧化物的滤液在一定的温度下加入焙烧作业回收的氨水沉析氢氧化镁,反应完成后进行过滤,并将滤饼移于高温反应釜中,在一定温度下进行水热反应,同时将滤液于一定温度下蒸发结晶回收硫酸铵固体粉末(循环用于焙烧作业);最后将水热反应产物过滤、洗涤、干燥、打散,得氢氧化镁产品;将水浸过滤后的固体渣进行焙烧得多孔二氧化硅产品。 
其工艺步骤及原理如下: 
(1)将蛇纹石矿粉与硫酸氨粉末按一定质量比例混合在高温条件下进行焙 烧(氨气逸出溶于水制成氨水)后将固体产物进行搅拌水浸,得到含硫酸镁、硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铁的混合浆液,其反应式为: 
MgO+(NH4)2SO4→MgSO4+H2O+2NH3↑ 
Al2O3+3(NH4)2SO4→Al2(SO4)3+3H2O+3NH3↑ 
Fe2O3+3(NH4)2SO4→Fe2(SO4)3+3H2O+3NH3↑ 
FeO+(NH4)2SO4→FeSO4+H2O+2NH3↑ 
NH3+H2O→NH3·H2
(2)将上述混合浆液过滤除去固体渣后加入氧化剂进行氧化,并用氨水沉析铁、镍等金属氢氧化物,其反应式如下: 
H2O2+2FeSO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+2H2
Fe2(SO4)3+6NH3·H2O→2Fe(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(3)在上述氧化、沉析和过滤分离铁、镍等金属氢氧化物后的滤液中加氨水沉析氢氧化镁。其反应式如下: 
MgSO4+2NH3·H2O→Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
(4)将氢氧化镁浆液过滤后的滤饼移于高温反应釜中进行水热反应;将滤液在一定温度下蒸发结晶回收硫酸铵固体粉末(循环用于焙烧作业)。 
(5)将水热反应后的氢氧化镁浆料过滤、洗涤、干燥、打散,得氢氧化镁产品。 
(6)将步骤(1)中的滤渣洗涤、干燥、焙烧,得多孔二氧化硅产品。 
步骤(1)中所述的蛇纹石矿粉,其粒度为200目筛余≤3%。 
步骤(2)中所述的氧化剂为过氧化氢或二氧化氯、臭氧、过硫酸盐等。 
以下为本发明的配方和工艺条件: 
(1)焙烧:蛇纹石矿粉/硫酸氨质量比=1∶1~2,反应温度500~800℃,反应时间0.5~3h; 
(2)水浸:用水量为焙烧后固体产物质量的2.5~11.5倍; 
(3)氧化除铁镍等金属氢氧化物:沉析所用的碱液为焙烧作业回收的氨水,反应温度30~80℃,终点pH值为3~7; 
(4)沉析Mg(OH)2:溶液波美度10~30°,反应温度30~80℃,反应终点pH值9~13; 
(5)Mg(OH)2水热反应:反应时间1~4h,反应温度140~180℃; 
(6)硫酸铵溶液的结晶:蒸发结晶温度80~100℃; 
(7)水浸滤渣焙烧:焙烧温度400~800℃,焙烧时间0.5~5h; 
用本发明方法加工蛇纹石矿,不仅可以高效综合利用蛇纹石中的主要组分氧化镁和二氧化硅制备高纯度氢氧化镁和高比表面积多孔二氧化硅,并回收伴生的铁、镍、铬等金属氧化物;而且焙烧过程中使用的硫酸铵以及产生的氨气回收和循环用于氧化除铁镍作业和氢氧化镁沉析作业;既无污染物排放,又可节约原材料和降低生产成本。 
4.附图说明
图1是本发明的工艺流程图。 
5.具体实施方式
实施例: 
取600g蛇纹石矿粉,加入900g硫酸铵固体粉末,充分搅拌混匀后在700℃下煅烧1h,煅烧过程中产生的气体收集后通入蒸馏水制成氨水备用。煅烧渣冷却后加入5000ml充分搅拌水浸后过滤,向滤液中加入20ml浓度为30%的H2O2,60℃下氧化15min,加氨水调pH值到6.0,沉化30min;过滤分离氢氧化铁沉淀后,调节滤液的波美度至20°,温度为40℃,加25%氨水进行沉析反应,至浆液pH为12时停止加氨水,搅拌陈化反应20min后过滤;将滤液在80℃的恒温条件下蒸发结晶,将结晶产物回收备用;将滤饼转移到高温密闭反应釜中于150℃下反应2h后过滤、洗涤、干燥,得氢氧化镁产品。 
将水浸滤渣进行干燥后在550℃下焙烧1.0h,得多孔二氧化硅产品。 
表1为实施例产品的检测分析结果。 
表1实施例样品的检测分析结果 
Figure BSA00000624369900041

Claims (4)

1.一种蛇纹石加工利用的方法,其特征在于其工艺步骤为:
(1)将蛇纹石矿粉与硫酸铵粉末按质量比1∶1~2混合后于500~800℃温度下焙烧0.5~3h;
(2)将焙烧过程中产生的氨气收集并溶于水制成氨水;
(3)按焙烧后固体产物质量2.5~11.5倍的比例加水进行搅拌水浸,使焙烧中生成的硫酸镁等盐类产物溶于水,并过滤、分离固体渣;
(4)将滤液用氧化剂进行氧化,用焙烧作业回收的氨水沉析并过滤分离铁、镍等金属氢氧化物;
(5)将分离铁、镍等金属氢氧化物的滤液在30~80℃温度下加入焙烧作业回收的氨水沉析氢氧化镁;
(6)将氢氧化镁浆液进行过滤,并将滤饼移于高温反应釜中,在140~180℃下进行水热反应,将滤液在80~100℃温度下蒸发结晶回收硫酸铵固体粉末;
(7)将水热反应产物过滤、洗涤、干燥、打散,得氢氧化镁;
(8)将步骤(3)水浸过滤后的固体渣在400~800℃下焙烧0.5~5h,得多孔二氧化硅。
2.权利要求1所述的一种蛇纹石加工利用的方法,其特征是所述的氧化剂是过氧化氢、二氧化氯、臭氧、过硫酸盐的其中之一。
3.权利要求1所述的一种蛇纹石加工利用的方法,其特征是所述的用焙烧作业回收的氨水沉析并过滤分离铁、镍等金属氢氧化物,沉析终点pH值为3~7。
4.权利要求1所述的一种蛇纹石加工利用的方法,其特征是所述的加入焙烧作业回收的氨水沉析氢氧化镁,沉析终点pH值为9~13。
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