CN104891951B - 一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，本发明将石棉尾矿研磨成粉，活化后可以有效的提高硅、镁、铝的浸出率，最后加入聚酰亚胺纤维粉、漂珠作为保温助剂，通过硅烷偶联剂与提取的硅、镁、铝混合，形成稳定的高强度，高保温复合材料，本发明的材料环保性好，适用范围广。

Description

一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法
技术领域
本发明涉及一种保温材料，尤其涉及一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法。
背景技术
石棉尾矿是在石棉矿采选中产生的矿物残渣,主要成分为蛇纹石,还含有少量滑石、白云石和方解石。化学成分主要为SiO2、MgO和少量铁、铝、钙等其他物质。我国是世界上石棉生产大国,石棉储量居世界第三位,但我国石棉矿中含石棉量不高,一般在1％～4％之间,即生产一吨石棉将产生近百吨石棉尾矿。据统计,我国每年生产石棉34万多吨,年产生石棉尾矿数千万吨,目前全国石棉尾矿的贮存量已达到几十亿吨。这些庞大的尾矿山不仅占据了大量土地资源,而且污染环境,对人类健康和安全构成严重威胁；
石棉尾矿在长期堆存下对矿区及周边环境造成的危害主要表现在:
(1)侵占土地,破坏生态环境。石棉矿长期开采将产生数量巨大的尾矿山,这些尾矿山不仅占据了有限的土地资源,而且严重破坏了当地的生态环境。尾矿山上寸草不生,如果遇上暴雨山洪,极易引发泥石流、山体坍塌等地质灾害。
(2)大气污染。石棉尾矿中含有大量未选出的细小短纤维,这些短纤维随风飘荡,造成大气质量的破坏。我国《工业场所有害因素职业接触现值》规定,石棉矿山和石棉制品生产企业其生产工作环境内粉尘含量不得超过2mg/m3。但全国各矿区的实际情况是国有大企业基本达标,中小企业普遍不能达标,工作环境中石棉粉尘含量在每立方米大气中高达数百毫克,远远超出国家标准。特别值得注意的是这些细小石棉粉尘随风迁移,可以漂浮至数公里之外,造成矿山周边环境的污染；
由于石棉废物对环境和人体健康产生极大危害,发达国家对石棉废物管理非常严格,美国、英国、日本和欧盟等都制定了严格的法律,限制石棉的开采、生产和使用,并要求对石棉尾矿及废物进行妥善处置。目前使用最多的处置技术是安全填埋,近年来随着高温等离子体技术的发展,意大利、法国等发达国家研发出石棉废物高温晶体化技术,在高温下石棉废物被熔融,不再呈现纤维状,而转换成为耐磨、耐腐蚀的玻璃陶瓷。
利用石棉尾矿中含有高含量镁和硅的特性,可以从石棉尾矿中提取镁盐和硅盐产品,这样不仅有效地消除了尾矿对环境的污染问题,而且能够合理地应用选矿废物,通过综合利用使企业获得经济效益,最终达到社会效益、经济效益和环境效益的统一。
发明内容
本发明目的就是提供了一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将石棉尾矿研磨成粉，过200-300目筛，加入到其重量4-6％的活化剂溶液中，在60-70℃下保温浸泡30-40分钟，过滤，得滤渣；
(2)将上述滤渣烘干，与其重量6-10％的硫酸铵混合，放在马弗炉中，450-500℃下焙烧50-60分钟，冷却后加入到焙烧料重量1.8-2倍的0.1-0.2mol/l的硫酸溶液中，搅拌均匀后过滤，得二次滤液和二次滤渣；
(3)将二次滤渣加入到其重量60-70％的氢氧化钠溶液中，50-60℃下保温搅拌1.6-2小时，过滤，得三次滤液；
(4)向上述三次滤液中通入二氧化碳，至沉淀不再增加为止，得硅、铝复合液；
(5)取0.8-1mol/l的碳酸氢铵水溶液，加入到二次滤液中，40-45℃下搅拌混合10-15分钟，陈化30-40分钟，加入上述步骤(4)中的硅、铝复合液、保温助剂，1000-1300转/分搅拌分散20-30分钟，150-168℃下加热烘干。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述的活化剂溶液是由下述重量份的原料组成的：抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液为8-10mol/l。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的碳酸氢铵水溶液的用量为二次滤液的60-70％。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂是由下述重量份的原料组成的：聚酰亚胺纤维粉10-15、漂珠5-7、氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂的用量为硅、铝复合液重量的60-70％。
本发明的优点是：
本发明将石棉尾矿研磨成粉，活化后可以有效的提高硅、镁、铝的浸出率，最后加入聚酰亚胺纤维粉、漂珠作为保温助剂，通过硅烷偶联剂与提取的硅、镁、铝混合，形成稳定的高强度，高保温复合材料，本发明的材料环保性好，适用范围广。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将石棉尾矿研磨成粉，过200目筛，加入到其重量4％的活化剂溶液中，在60℃下保温浸泡30分钟，过滤，得滤渣；
(2)将上述滤渣烘干，与其重量10％的硫酸铵混合，放在马弗炉中，470℃下焙烧50分钟，冷却后加入到焙烧料重量1.8倍的0.1mol/l的硫酸溶液中，搅拌均匀后过滤，得二次滤液和二次滤渣；
(3)将二次滤渣加入到其重量60％的氢氧化钠溶液中，60℃下保温搅拌1.6小时，过滤，得三次滤液；
(4)向上述三次滤液中通入二氧化碳，至沉淀不再增加为止，得硅、铝复合液；
(5)取0.8mol/l的碳酸氢铵水溶液，加入到二次滤液中，45℃下搅拌混合10分钟，陈化30分钟，加入上述步骤(4)中的硅、铝复合液、保温助剂，1000转/分搅拌分散20分钟，168℃下加热烘干。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述的活化剂溶液是由下述重量份的原料组成的：抗坏血酸钙3、氯化钠1、去离子水110。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液为10mol/l。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的碳酸氢铵水溶液的用量为二次滤液的70％。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂是由下述重量份的原料组成的：聚酰亚胺纤维粉10、漂珠5、氨丙基三乙氧基硅烷0.21。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂的用量为硅、铝复合液重量的62％。
实施例2
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将石棉尾矿研磨成粉，过300目筛，加入到其重量6％的活化剂溶液中，在70℃下保温浸泡40分钟，过滤，得滤渣；
(2)将上述滤渣烘干，与其重量8％的硫酸铵混合，放在马弗炉中，500℃下焙烧60分钟，冷却后加入到焙烧料重量1.8倍的0.2mol/l的硫酸溶液中，搅拌均匀后过滤，得二次滤液和二次滤渣；
(3)将二次滤渣加入到其重量70％的氢氧化钠溶液中，60℃下保温搅拌1.6小时，过滤，得三次滤液；
(4)向上述三次滤液中通入二氧化碳，至沉淀不再增加为止，得硅、铝复合液；
(5)取0.9mol/l的碳酸氢铵水溶液，加入到二次滤液中，41℃下搅拌混合10分钟，陈化30分钟，加入上述步骤(4)中的硅、铝复合液、保温助剂，1000转/分搅拌分散20分钟，160℃下加热烘干。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述的活化剂溶液是由下述重量份的原料组成的：抗坏血酸钙3、氯化钠1-2、去离子水110。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，所述步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液为9mol/l。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的碳酸氢铵水溶液的用量为二次滤液的66％。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂是由下述重量份的原料组成的：聚酰亚胺纤维粉14、漂珠5、氨丙基三乙氧基硅烷0.26。
一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，步骤(5)中所述的保温助剂的用量为硅、铝复合液重量的70％。

Claims (6)

1.一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将石棉尾矿研磨成粉，过200-300目筛，加入到其重量4-6％的活化剂溶液中，在60-70℃下保温浸泡30-40分钟，过滤，得滤渣；(2)将上述滤渣烘干，与其重量6-10％的硫酸铵混合，放在马弗炉中，450-500℃下焙烧50-60分钟，冷却后加入到焙烧料重量1.8-2倍的0.1-0.2mol/l的硫酸溶液中，搅拌均匀后过滤，得二次滤液和二次滤渣；(3)将二次滤渣加入到其重量60-70％的氢氧化钠溶液中，50-60℃下保温搅拌1.6-2小时，过滤，得三次滤液；(4)向上述三次滤液中通入二氧化碳，至沉淀不再增加为止，得硅、铝复合液；(5)取0.8-1mol/l的碳酸氢铵水溶液，加入到二次滤液中，40-45℃下搅拌混合10-15分钟，陈化30-40分钟，加入上述步骤(4)中的硅、铝复合液、保温助剂，1000-1300转/分搅拌分散20-30分钟，150-168℃下加热烘干。
2.根据权利要求1所述的一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于所述的活化剂溶液是由下述重量份的原料组成的：抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
3.根据权利要求1所述的一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于所述步骤(3)中所述的氢氧化钠溶液为8-10mol/l。
4.根据权利要求1所述的一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于步骤(5)中所述的碳酸氢铵水溶液的用量为二次滤液的60-70％。
5.根据权利要求1所述的一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于步骤(5)中所述的保温助剂是由下述重量份的原料组成的：聚酰亚胺纤维粉10-15、漂珠5-7、氨丙基三乙氧基硅烷0.2-0.3。
6.根据权利要求1所述的一种从石棉尾矿中提取硅、镁、铝复合保温材料的方法，其特征在于步骤(5)中所述的保温助剂的用量为硅、铝复合液重量的60-70％。
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