CN104152686A

CN104152686A - 一种石棉尾矿的分解方法

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Publication number: CN104152686A
Application number: CN201410341065.2A
Authority: CN
Inventors: 肖景波
Original assignee: NANYANG ORIENTAL APPLICATION CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: NANYANG ORIENTAL APPLICATION CHEMICAL RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: CN104152686B

Abstract

本发明公开了一种石棉尾矿的分解方法，操作步骤有机械活化、多级酸解、洗涤、碱解，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃，经分离收得水玻璃和碱解残渣；将水玻璃送至储槽，作为制备硅化合物的原料备用，将碱解残渣洗涤后输送前任一级酸解工序，进行循环分解。该分解方法也适用于对同属于硅酸盐类矿物的蛇纹石矿、红土镍矿的分解。本发明实现了石棉尾矿粉在分解系统的全封闭循环使用，既消除了固体残渣排放给环境造成的污染，又使其中的硅、镁、铁、镍、钴、铝等有价元素得到完全分解，从而为石棉尾矿的全元素综合利用奠定了基础。

Description

一种石棉尾矿的分解方法

技术领域

本发明属于尾矿综合利用及湿法冶金技术领域，具体涉及一种石棉尾矿的分解方法。

背景技术

石棉矿的化学组成为Mg₆[(OH)₄Si₂O₅]₂，理论上讲，含MgO 43.0%、SiO₂ 44.1%、H₂O 12.9%。石棉尾矿是在纤蛇纹石石棉(商品名称为温石棉，以下简称石棉)采选过程中排弃的一种废石尾。石棉尾矿中除含有少量石棉外，主要由蛇纹石、磁铁矿等构成，化学组成SiO₂(35%~45%)、MgO(35%~42%)，同时还含有少量的Fe₂O₃、CaO、NiO、TIO₂等，烧失量约13%。

石棉尾矿是一种危险固体废弃物。在石棉矿的选矿过程中，每生产1吨石棉产品会产生27吨左右的石棉尾矿。我国目前年产石棉34万多吨，年产尾矿就达816~918万吨。有调查表明，我国西部矿区(主要包括青海芒崖、新疆巴洲、羌若等三矿)累计开采石棉近100万吨，阿克塞红柳沟矿区累计开采石棉约50万吨，堆积尾矿4300万吨。另据现场调查，四川省石棉县矿区三个矿点堆积尾矿总量达到3530万m³，7000万吨以上。

石棉尾矿目前主要以堆积方式排放。由于含有大量的蛇纹石纤维，其大量堆积对矿区周围人和动物的健康造成了严重威胁。在多雨地区，石棉尾矿的大量堆积是一种潜在的地质危害，影响当地居民生产、生活以至生命安全。因此，对石棉尾矿的安全处理与处置对于改善矿区生态环境具有重要意义。采用先进的生产工艺，对石棉尾矿进行资源化综合利用，对矿区社会、经济的可持续发展及环境保护，都是十分必要的。

由于石棉尾矿中含有多种有价资源，可用成份（SiO₂、MgO、TFe、Ni、Co、Al₂O₃等）占总质量的84.98%以上，具有可观的综合利用前景。如何实现对其综合利用，首先要解决的是分解问题。将石棉尾矿中各有价元素分解，是对石棉尾矿进行全元素综合利用的前提。

石棉尾矿是一种硅酸盐型矿物，能够与无机酸作用的金属元素多嵌容于蛇纹石晶格中。其中的主要化学组份SiO₂通常情况下不与除氢氟酸以外的无机酸反应，以无机酸对其进行分解时，反应有一定的难度。近几年来，国内有关方面对以蛇纹石、石棉尾矿、红土镍矿为代表的硅酸盐型矿物的分解进行了一些研究。

符剑刚等研究了采用硫酸浸出工艺从镍蛇纹石中浸出Ni、Mg的方法，提出了二段逆流浸出新工艺。但本研究没有提出对蛇纹石中二氧化硅的分解方法及最终分解残渣的循环利用方法。

胡章文研究了以硫酸为酸解剂的循环酸解工艺，但该研究同样没有提出对蛇纹石中二氧化硅的分解方法及最终分解残渣的循环利用方法。

郑水林（专利公开号CN1597154）提出了一种石棉尾矿综合利用的方法，其中涉及到用硫酸分解石棉尾矿并对酸解残渣进行碱解的方法。但由于对石棉尾矿进行单级酸解，而且碱解后残渣没有用于循环分解，因此存在着分解率偏低的问题。

许元兴（专利公开号CN102517445）提出了从橄榄石——蛇纹石矿中提取矿物的方法。该方法也涉及了用强酸或强碱对橄榄石或蛇纹石矿进行分解的方法。但由于没有明确提出分解模式。在单级酸解的条件下，矿物中各有价金属元素分解率较低，同时也没有提出碱解残渣的去向及循环利用方法。

刘湘霖等（专利公开号CN101235441A）提出了从蛇纹石中提取矿物质的酸浸方法。该方法所采用的分解模式为对蛇纹石矿粉进行两级循环酸浸，二级酸浸残渣不进行进一步的碱浸，经洗涤、干燥后收得SiO₂。但所制得的SiO₂含量只有90%，经济价值不高。同时，对二级酸浸残渣洗涤时所产生的酸性洗出液未能循环利用。此外，所制得的SiO₂中含有一定量的未分解的有价金属元素，资源综合利用水平不高。

王晖等（专利公开号CN101058852A）提出了一种从含镍蛇纹石矿的多段逆流酸浸工艺。但本工艺只提出了多段逆流酸浸的方法，而没有提出对酸浸残渣进行碱解的方法。

综上所述，目前已报道的石棉尾矿、蛇纹石、红土镍矿分解方法都存在有工艺过程不完整、分解率低、有“三废”产生等不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石棉尾矿的分解方法，该方法可提高石棉尾矿分解率并进行洁净化生产，以奠定石棉尾矿行全元素综合利用的基础，达到提高资源综合利用水平的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种石棉尾矿的分解方法，其特征在于按下述步骤操作：

（1）、首先对石棉尾矿进行机械活化，收得石棉短绒和细度为80~120目的尾矿粉；

（2）、将尾矿粉送入酸解工序与无机酸反应，使其中所含的金属元素得到分解并转化为相应的盐类而进入液相；酸解过程采用多级循环酸解模式，根据矿物特性和工艺需要，酸解级数在1~4级之间调整；酸分解过程所收得的一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备；酸解中所用的配料液为下一级酸解工序产生的酸解液；

（3）、将酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点控制洗出液PH值在4.5~7之间，洗涤合格后，洗出液作为配料液送往酸解工序，将经洗涤的酸解残渣送碱解反应器与适量水混合，再根据所制备水玻璃的目标模数（SiO₂/Na₂O）加入计算量的氢氧化钠或碳酸钠，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃，经分离收得水玻璃和碱解残渣；碱解反应可以在中温45~95℃、常压条件下进行，或在压力为0.2~0.8MPa，温度100~180℃条件下进行，反应时间为20~60min；

（4）、将水玻璃送至储槽，作为制备硅化合物的原料备用，将碱解残渣洗涤后输送至任一级酸解工序，进行循环分解。

酸解工序中所处理的物料与酸解液的配料固液比1:2~5，反应温度为65~95℃，反应时间为40~120min，终点PH值在0.5~2之间，反应过程可根据需要加入适量活化剂和无机酸。

所述的无机酸为硫酸或盐酸。

酸解过程活化剂的加入可根据实际需要进行调整，既可以添加活化剂，也可以不添加活化剂。

适用于对同属于硅酸盐类矿物的蛇纹石矿、红土镍矿的分解。

采用上述技术方案的有益效果：本发明实现了石棉尾矿粉在分解系统的全封闭循环使用，既消除了固体残渣排放给环境造成的污染，又使其中的硅、镁、铁、镍、钴、铝等有价元素得到完全分解，从而为石棉尾矿的全元素综合利用奠定了基础。石棉尾矿粉经过多级酸解得到充分活化，所收得的酸解残渣主要成份为多孔状活性二氧化硅，经过碱浸反应后，矿粉中的二氧化硅大部分得到分解，使硅酸盐晶格结构进一步受到破坏，从而为碱解残渣中残留的金属元素的彻底分解奠定了基础。二氧化硅可以在常压、中温条件下与碱发生反应转化为水玻璃，制得中、高模数的水玻璃产品。

本发明的原理：

1、石棉尾矿是一种硅酸盐型矿物，化学式Mg₆[(OH)₄Si₂O₅]₂，主要化学组成为MgO 43.0%、SiO₂ 44.1%、H₂O 12.9%。此外，石棉尾矿中还含有少量的铁、镍、铝、钴等元素。以四川省石棉县石棉尾矿实样检测，其化学组成为SiO₂：41.81%，MgO：35.74%，Fe₂O₃：6.22%，NiO：0.37%，CoO：0.031%，Al₂O₃：0.81%，烧失量：13%。从化学组成看，可利用成份占84.98%，具有十分可观的利用前景。

2、石棉尾矿中的SiO₂可以用来制备用途广泛的硅化合物，如白炭黑、速溶硅酸钠、五水偏硅酸钠等；MgO可以用来制备硫酸镁及附加值较高的碳酸镁、氢氧化镁、氧化镁、三硅酸镁、六硅酸镁和氟化镁等；同时，可以提取其中的Fe制备铁矿粉，也可以用来制备草酸亚铁、高纯氧化铁、铁系工业颜料及聚合硫酸铁等；提取其中的Ni、Co可制得镍钴精矿，或制备镍、钴化合物等。如对其进行充分分解，最终残余物约为石棉尾矿质量的2%。因此，对石棉尾矿进行全元素综合利用既能消除由石棉尾矿造成的环境负担，又能生产出符合市场需要的附加值较高的相关产品，具有良好的环境效益和经济效益。

3、实现对石棉尾矿的综合利用，首先要解决对石棉尾矿的分解问题，这是对石棉尾矿进行全元素综合利用的前提。

4、由于石棉尾矿是硅酸盐型矿物，主要化学组成为SiO₂，物相组成有蛇纹石、磁铁矿等。镁、铁、镍、钴、铝等金属元素嵌容于各物相晶格中。其中的SiO₂可与碱反应，但不与酸反应；金属元素与酸反应，但又不与碱反应。直接以无机酸或碱进行分解都存在一定的困难，分解率受到限制。如果单纯地以碱去分解其中的SiO₂，那么由于硅酸盐晶格中嵌容有金属元素，SiO₂化学活性较低，分解率有限。如果直接以酸去分解，又由于SiO₂的包覆而致酸解率较低。一些研究提出了循环酸解工艺，虽然使酸分解率得到了很大提高，但也未能使分解率进入最佳状态。因此，对石棉尾矿的分解是实现对石棉尾矿全元素综合利用过程必须优先解决的课题。

5、工艺过程所发生的化学反应：

酸解反应：

主反应：

3MgO·2SiO₂·2H₂O+3H₂SO₄→3MgSO₄+2SiO₂↓+5H₂O-----------(1)

副反应：

氧化镍与硫酸反应：

NiO+H₂SO₄(稀)→NiSO₄+H₂O------------------------------------------(2)

铁与硫酸反应：

FeO+H₂SO₄→FeSO₄+H₂O-----------------------------------------------(3)

Fe₂O₃+3H₂SO₄(稀)→Fe₂(SO₄)₃+3H₂O---------------------------------(4)

钴与硫酸反应：

CoO+H₂SO₄→CoSO₄+H₂O----------------------------------------------(5)

2Co₂O₃+4H₂SO₄→4CoSO₄+4H₂O+O₂↑------------------------------(6)

铝与硫酸反应：

Al₂O₃+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+3H₂O--------------------------------------(7)

碱解反应：

nSiO₂+2NaOH→Na₂O·nSiO₂+H₂O-----------------------------------(8)

酸解的目的是将石棉尾矿晶格中的金属元素最大限度的溶出。金属元素溶出后，石棉尾矿微粒变成了以二氧化硅为骨架的多空孔结构，具有较高的比表面积和化学活性，很容易进一步地与碱反应转化为水玻璃（硅酸钠）。酸解既溶出了石棉尾矿中的金属元素，同时又使石棉尾矿得到化学活化，其比表面积的增大和化学活性的提高为二氧化硅与碱的反应奠定了基础。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、采用酸碱互为活化、互为分解模式，提高了石棉尾矿中各有价元素的分解率，为实现对石棉尾矿的全元素综合利用奠定了基础。

2、分解过程无废渣、废水产生，实现了石棉尾矿分解过程的洁净化、无害化。

3、收得了石棉短绒。

4、不仅适用于对石棉尾矿的分解，也同样适用于对同属于硅酸盐类矿物的蛇纹石矿、红土镍矿的分解。

说明书附图

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为现有技术从蛇纹石中提取矿物质的酸浸工艺流程图；

图2为本发明三级酸解的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示现有技术的蛇纹石中提取矿物质的酸浸方法。该方法所采用的分解模式为对蛇纹石矿粉进行两级循环酸浸，二级酸浸残渣不进行进一步的碱浸，经洗涤、干燥后收得SiO₂。但所制得的SiO₂含量只有90%，经济价值不高。同时，对二级酸浸残渣洗涤时所产生的酸性洗出液未能循环利用。此外，所制得的SiO₂中含有一定量的未分解的有价金属元素，资源综合利用水平不高。

本发明的石棉尾矿的分解方法，通过如下实施例对其操作步骤进行说明。

实施例1：石棉尾矿分解（不收短绒）

A：将石棉尾矿粉碎至120目，石棉尾矿成分：SiO₂：41.81%，MgO：35.74%，Fe₂O₃：6.22%，NiO：0.37%，CoO：0.031%，Al₂O₃：0.81%，烧失量：13%。

B：称取80kg石棉尾矿粉（含有少量短绒）与二级酸解液按固液比1:3（二级酸解液240L）于一级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制反应温度为80℃，反应时间60min，控制终点PH值为1。反应结束，经过滤获一级酸解残渣107kg（含水48.5%，折干55.1kg）和一级酸解液238L。

经对一级酸解液化学组成分析、计算，一级酸解石棉尾矿各成分分解率分别为：MgO：39.54%，Fe₂O₃：29.72%，NiO：43.59%，CoO：63.61%，Al₂O₃：49.74%。一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备。

C：将一级酸解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液240L于二级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制温度为80℃，反应时间为90min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得二级酸解液247L和二级酸解残渣82kg（含水51.2%，折干40kg）。

经对二级酸解液化学组成分析、计算，二级酸解石棉尾矿各成分分解率分别为：MgO：52.43%，Fe₂O₃：36.58%，NiO：50.52%，CoO：36.21%，Al₂O₃：42.15%。

D：将二级酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点为洗出液PH值为5。洗涤合格后送碱解反应器与适量水混合。按所制备水玻璃模数（SiO₂/Na₂O）为3加入计算量的氢氧化钠，然后升温至70℃，在搅拌和常压条件下反应30min，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃。经分离收得水玻璃189L和碱解残渣14.3kg（含水50.9%，折干5.9kg）。

经分析、计算，碱解工序石棉尾矿SiO₂的分解率为95.87%。

E：将碱解残渣稍加洗涤，然后与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液60L于三级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂200g，然后升温并加入硫酸，控制温度为80℃，反应时间为90min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得碱解残渣酸解液68L和碱解残渣酸解残余物4.2kg（含水55.2%，折干1.9kg），残余物中无石棉短绒。

经对碱解残渣酸解液化学成分分析、计算，经对碱解残渣进行进一步酸解，石棉尾矿中各成分分解率分别提升了：MgO：7.65%，Fe₂O₃：33.18%，NiO：15.63%，Al₂O₃：7.48%。

经过上述各工序分解，石棉尾矿中各成分总分解率分别为：SiO₂：95.87%，MgO：99.62%，Fe₂O₃：99.48%，NiO：99.74%，CoO：99.82%，Al₂O₃：99.37%。投入石棉尾矿粉80kg，最终收得分解残渣1.9kg，残渣产出率2.38%，残渣中无石棉短绒。

实施例2：石棉尾矿分解（收短绒）

A：将100kg石棉尾矿粉碎至80目，收得石棉短绒2.4kg和尾矿粉97.6kg。尾矿粉成分为：SiO₂：41.52%，MgO：35.49%，Fe₂O₃：6.34%，NiO：0.38%，CoO：0.041%，Al₂O₃：0.88%，烧失量：13.1%。

B：称取80kg石棉尾矿粉（不含短绒）与二级酸解液按固液比1:3（二级酸解液240L）于一级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制反应温度为85℃，反应时间40min，控制终点PH值为0.8，反应结束，经过滤获一级酸解残渣108kg（含水49.8%，折干54.2kg）和一级酸解液236L。

经对一级酸解液化学组成分析、计算，一级酸解石棉尾矿各成分分解率分别为：MgO：40.32%，Fe₂O₃：28.86%，NiO：45.09%，CoO：65.43%，Al₂O₃：50.25%。一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备。

C：将一级酸解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液240L于二级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间为60min，反应终点PH值为0.8，反应结束，经过滤收得二级酸解液246L和二级酸解残渣84kg（含水50.01%，折干41.9kg）。

经对二级酸解液化学组成分析、计算，二级酸解石棉尾矿各成分分解率分别为：MgO：51.00%，Fe₂O₃：40.61%，NiO：45.09%，CoO：31.11%，Al₂O₃：40.54%。

D：将二级酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点为洗出液PH值为5.5。洗涤合格后送碱解反应器与适量水混合。按所制备水玻璃模数（SiO2/Na2O）为3加入计算量的氢氧化钠，然后升温至70℃，在搅拌和常压条件下反应30min，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃。经分离收得水玻璃182L和碱解残渣15.1kg（含水52.09%，折干7.2kg）。

经分析、计算，碱解工序石棉尾矿SiO₂的分解率为95.1%。

E：将碱解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液60L于三级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂200g，然后升温并加入硫酸，控制温度为80℃，反应时间为90min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得三级酸解液66L和三级酸解残渣4.1kg（含水55.3%，折干1.8kg）。

经对碱解残渣酸解液化学成分分析、计算，经对碱解残渣进行进一步酸解，石棉尾矿中各成分分解率分别提升了：MgO：8.47%，Fe₂O₃：30.07%，NiO：9.64%，CoO：3.41%，Al₂O₃：8.87%。

经过上述各工序分解，石棉尾矿中各成分总分解率分别为：SiO₂：95.1%，MgO：99.79%，Fe₂O₃：99.54%，NiO：99.82%，CoO：99.95%，Al₂O₃：99.66%。投入石棉尾矿粉80kg，最终收得分解残渣1.8kg，残渣产出率2.25%。

实施例3：蛇纹石分解，如图2所示

A：将100kg蛇纹石粉碎至100目，成分为：SiO₂：39.21%，MgO：34.46%，Fe₂O₃：8.62%，NiO：0.26%，CoO：0.041%，Al₂O₃：3.66%，烧失量：11.88%。

B：称取80kg蛇纹石与二级酸解液按固液比1:4（二级酸解液320L）于一级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间90min，控制终点PH值为1，反应结束，经过滤获一级酸解残渣103kg（含水52.66%，折干48.8kg）和一级酸解液304L。

经对一级酸解液化学组成分析、计算，一级酸解蛇纹石各成分分解率分别为：MgO：42.19%，Fe₂O₃：36.54%，NiO：52.17%，CoO：64.98%，Al₂O₃：45.64%。一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备。

C：将一级酸解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液320L于二级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂800g，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间为120min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得二级酸解液325L和二级酸解残渣86kg（含水51.32%，折干41.9kg）。

经对二级酸解液化学组成分析，二级酸解蛇纹石各成分分解率分别为：MgO：52.99%，Fe₂O₃：46.40%，NiO：41.81%，CoO：34.43%，Al₂O₃：46.08%。

D：将二级酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点为洗出液PH值为6。洗涤合格后送碱解反应器与适量水混合。按所制备水玻璃模数（SiO₂/Na₂O）为3加入计算量的氢氧化钠，压力为0.2~0.8MPa，温度100~180℃之间，搅拌反应20~60min，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃。经分离收得水玻璃165L和碱解残渣5.5kg（含水52.22%，折干2.6kg）。

经分析、计算，碱解工序蛇纹石SiO₂的分解率为98.72%。

E：将碱解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液60L于三级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂200g，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间为120min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得三级酸解液60L和三级酸解残渣1.0kg（含水57.04%，折干0.57kg）。经对碱解残渣酸解液化学成分分析、计算，经对碱解残渣进行进一步酸解，蛇纹石矿中各成分分解率分别提升了：MgO：4.64%，Fe₂O₃：16.33%，NiO：5.67%，Al₂O₃：7.65%。

经过上述各工序分解，蛇纹石矿中各成分总分解率分别为：SiO₂：98.72%，MgO：99.82%，Fe₂O₃：99.27%，NiO：99.65%，CoO：99.41%，Al₂O₃：99.37%。

投入蛇纹石矿粉80kg，最终收得分解残渣0.57kg，残渣产出率0.71%。

实施例4：红土镍矿分解

A：将100kg红土镍矿粉碎至120目，成分为：SiO₂：34.14%，MgO：25.44%，Fe₂O₃：20.92%，NiO：2.56%，CoO：0.17%，Al₂O₃：1.32%，烧失量：14.75%。

B：称取80kg红土镍矿与二级酸解液按固液比1:5（二级酸解液400L）于一级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂1.6kg，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，保温反应70min，控制终点PH值为0.7，反应结束，经过滤获一级酸解残渣112kg（含水49.63%，折干56.4kg)和一级酸解液380L。

经对一级酸解液化学组成分析、计算，一级酸解红土镍矿各成分分解率分别为：MgO：35.58%，Fe₂O₃：32.74%，NiO：43.46%，CoO：49.58%，Al₂O₃：48.75%。一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备。

C：将一级酸解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液400L于二级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂1.6kg，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间为120min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得二级酸解液410L和二级酸解残渣92kg（含水50.55%，折干45.5kg）。

经对二级酸解液化学组成分析、计算，二级酸解红土镍矿各成分分解率分别为：MgO：50.59%，Fe₂O₃：44.74%，NiO：48.86%，CoO：43.89%，Al₂O₃：42.10%。

D：将二级酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点为洗出液PH值为6。洗涤合格后送碱解反应器与适量水混合。按所制备水玻璃模数（SiO_2/Na₂O）为2.5加入计算量的氢氧化钠，然后升温至80℃，在搅拌和常压条件下反应60min，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃。经分离收得水玻璃140L和碱解残渣16.7kg（含水51.12%，折干8.2kg）。

经分析、计算，碱解工序红土镍矿SiO₂的分解率为90.47%。

E：将碱解残渣与来自二级酸解残渣洗涤工序所产生的洗出液60L于三级酸解反应器中混合，搅拌均匀后加入活化剂400g，然后升温并加入硫酸，控制温度为90℃，反应时间为120min，反应终点PH值为0.5，反应结束，经过滤收得三级酸解液62L和三级酸解残渣6.4kg（含水51.26%，折干3.1kg）。

经对碱解残渣酸解液化学成分分析、计算，经对碱解残渣进行进一步酸解，红土镍矿中各成分分解率分别提升了：MgO：9.61%，Fe₂O₃：19.17%，NiO：7.40%，CoO：6.50%，Al₂O₃：8.49%。

经过上述各工序分解，红土镍矿中各成分总分解率分别为：SiO₂：90.47%，MgO：95.78%，Fe₂O₃：96.65%，NiO：99.72%，CoO：99.97%，Al₂O₃：99.34%。投入红土镍矿粉80kg，最终收得分解残渣3.1kg，残渣产出率3.88%。

根据工艺流程，可将经洗涤的碱解残渣直接送往一级酸解工序进行循环分解。各实施例步骤E可以省去。在以上各实施例的酸解工序中，可以采用盐酸进行酸解。

石棉矿和蛇纹石、红土镍矿同属硅酸盐类矿物，本发明方法也可适用于对同属于硅酸盐类矿物的蛇纹石矿、红土镍矿的分解。

Claims

1.一种石棉尾矿的分解方法，其特征在于按下述步骤操作：

（2）、将尾矿粉送入酸解工序与无机酸反应，使其中所含的金属元素得到分解并转化为相应的盐类而进入液相；酸解过程采用多级循环酸解模式，酸解级数在1~4级之间调整；酸分解过程所收得的一级酸解液作为成品液用于镁、铁、铝化合物及镍钴精矿的制备；酸解中所用的配料液为下一级酸解工序产生的酸解液；

（3）、将酸解残渣用自来水进行洗涤，洗涤终点控制洗出液PH值在4.5~7之间，洗涤合格后，洗出液作为配料液送往酸解工序；将经洗涤的酸解残渣送碱解反应器与适量水混合，再根据所制备水玻璃的目标模数（SiO₂/Na₂O）加入计算量的氢氧化钠或碳酸钠，使酸解残渣中的二氧化硅转化为水玻璃，经分离收得水玻璃和碱解残渣；碱解反应可以在中温45~95℃、常压条件下进行，或在压力为0.2~0.8MPa，温度100~180℃条件下进行，反应时间为20~60min；

（4）、将水玻璃送至储槽，作为制备硅化合物的原料备用，将碱解残渣洗涤后输送前任一级酸解工序，进行循环分解。

2.如权利要求1所述的石棉尾矿的分解方法，其特征在于：步骤（2）中酸解工序中所处理的物料与酸解液的配料固液比1:2~5，反应温度为65~95℃，反应时间为40~120min，终点PH值在0.5~2之间，反应过程可根据需要加入适量活化剂和无机酸。

3.如权利要求2所述的石棉尾矿的分解方法，其特征在于：所述的无机酸为硫酸或盐酸。

4.如权利要求2所述的石棉尾矿的分解方法，其特征在于：酸解过程活化剂的加入可根据实际需要进行调整，既可以添加活化剂，也可以不添加活化剂。

5.如权利要求1所述的石棉尾矿的分解方法，其特征在于：该分解方法也适用于对同属于硅酸盐类矿物的蛇纹石矿、红土镍矿的分解。