CN105084398B - 一种石棉尾矿综合利用的方法 - Google Patents
一种石棉尾矿综合利用的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105084398B CN105084398B CN201510241068.3A CN201510241068A CN105084398B CN 105084398 B CN105084398 B CN 105084398B CN 201510241068 A CN201510241068 A CN 201510241068A CN 105084398 B CN105084398 B CN 105084398B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- adjust
- metal ion
- solution
- asbestos tailings
- add
- 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
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，涉及一种石棉尾矿综合利用的方法。具体步骤：石棉尾矿加入到NaOH溶液中，水热，固液分离，得到固体物质A和溶液B。A加入水中，用酸调整pH，超声0.5‑10h，过滤滤渣C。调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例和pH值，反应8小时，过滤、干燥制得类水滑石材料。固体C与溶液B合并，浸泡，调整pH，过滤、干燥得到白炭黑。本发明废物利用完全，目标产物多、产物利用范围广，生产工艺简化。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，涉及一种石棉尾矿综合利用的方法。
背景技术
石棉是柔韧的细长纤维的硅酸盐矿物的总称。石棉尾矿是石棉加工过程中产生的矿物残渣，其主要成分为蛇纹石石棉，以及水镁石，磁铁矿，石英等矿物。石棉尾矿的主要化学成分是硅和镁，及少量的铁、铝、钙等。研究证明石棉能引起肺癌、石棉肺等疾病。因此，石棉已经被世界卫生组织列为致癌物质。如果将这类致癌的物质不加以回收利用而肆意排放势必对自然环境和人类健康造成重大的隐患。（Nature, 484, 27–28, 2013.和Lung Cancer, 75, 151-155, 2012.）在石棉回收利用方面，由于蛇纹石含镁量较高，近年来，从富含蛇纹石的石棉尾矿中分离镁、硅并回收利用成为了研究的焦点。目前石棉尾矿中镁的回收主要用于阻燃剂氢氧化镁的合成，也有少量用于合成其它镁盐的报道。合成过程首先是通过盐酸或硫酸浸出反应可使石棉尾矿中丰富的镁组分进入酸浸液，得到富镁浸出液，再通过一定的合成方法获得目标产物。在浸出反应过程中，石棉尾矿中其他金属组分也会随着酸浸反应进入溶液，所以在制备目标产物之前一定要选用合适的工艺流程将酸浸液中镁以外的金属离子分离出来，才能实现石棉尾矿中镁元素的有效资源化利用。然而分离金属离子的工艺流程需要准确地控制反应条件，在这个过程中镁离子也会有一定损失。这无疑增加了石棉尾矿资源化的成本，降低了石棉尾矿的利用效率，而且分离出来的离子如何再利用或处理也是一个潜在的问题。目前石棉尾矿中硅的回收主要用于二氧化硅的合成。
综合目前现有技术存在以下问题：
1、废物利用不完全，应用主要集中在镁和/或硅的利用方面，如一种用石棉尾矿酸浸渣制备硅质多孔材料的方法（申请号：200810222081）、一种利用石棉尾矿制备片状纳米氢氧化镁和球形纳米白炭黑的方法（申请号：200810222081）等，对于石棉尾矿中铁铝钙等没有进行进一步的充分利用，造成2次污染。
2、废物分离的并不完全，目前研究中主要采用以硫酸为主的酸提法实现金属和硅的分离，众所周知，硅与金属是以硅酸盐的形式存在，而且二氧化硅的含量远远高于金属的数量，很多金属离子被二氧化硅包裹，难以实现有效的分离。因此为了提高提取分离效率通常采用加热的方式，这就决定了提取所用的酸基本是高沸点的硫酸。其负面影响体现在、硫酸对于金属离子提取效果并不理想，其提取效果不及盐酸和硝酸。、硫酸盐的进一步加工难度大于相应硝酸盐和盐酸盐。
3、现阶段针对石棉尾矿中镁元素资源化再利用的目标产物单一、产物利用范围不广泛。而且由于石棉尾矿中镁以外的金属元素种类较多，使得石棉尾矿中镁元素资源化再利用的工艺流程很难简化。
发明内容
本发明的目的是针对现有工艺技术的不足，提供一种以石棉为原料制备类水滑石材料的方法。具体步骤如下：
（1）称取10g石棉尾矿加入到含有200mL 1-2mol/L NaOH的烧杯中，180oC-200oC下水热1-7天，固液分离，得到固体物质A和溶液B。
（2）1g固体物质A加入1-50mL水中，用盐酸或硝酸调整pH至2-6，超声0.5-10h，过滤，得到滤渣C和滤液。向滤液中添加三价金属盐酸盐或硝酸盐，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例2至4，用氢氧化钠调整pH至10-11。
（3）80 oC下，反应8小时后将沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。
(4) 固体C与溶液B合并，浸泡2-10天，升温至60 oC -150 oC，调整pH为7-8，过滤、干燥得到白炭黑。
石棉尾矿加入到NaOH中先进行碱分离，与通常的酸分离具有本质的区别。碱处理可以更为有效地破坏硅酸盐结构，而且使得二氧化硅转化为可溶性的硅酸钠，破坏二氧化硅对于金属离子的包裹，有利于金属离子的提取。
固体物质A为以镁元素为主的多种金属氢氧化物，用盐酸或硝酸调整pH至2-6，超声0.5-10h后得到相应的金属离子溶液，向溶液中添加三价金属盐酸盐或硝酸盐，以调整浸出液中二价金属离子和三价金属离子比例2至4。满足类水滑石的制备条件。水滑石是一种具有微纳米级层状结构的材料，理想通式为Mg6Al2(OH)16·4H2O，其结构与水镁石Mg(OH)2相似，均由Mg-O八面体共用棱边形成，是一种阴离子型的粘土，结构中的Mg2+离子可以被其它二价金属离子，如Ca2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Fe2+、Cu2+、Mn2+离子取代，Al3+离子可以被其它三价或四价金属离子，如Ni3+、Ga3+、Co3+、Fe3+、Cr3+、Mn3+、Zr4+离子取代构成类水滑石材料。此外镁离子和铝离子还可以被上述金属离子以任意比例取代，形成含有三种或多种金属阳离子的三元或多元水滑石。
有益效果
本项发明选取类水滑石作为目标产物具有如下有益效果：1类水滑石可以充分使用多种金属离子，即保证了废物作为资源的充分利用，又可以避免其它金属离子作为二次废物对于环境的污染。2类水滑石合成制备工艺简便，性能优良。3本项研究通过添加三价离子的方式扩大了本方法的实际利用领域。由于原料产地和生产工艺的不同，其金属离子的成分和含量都会有较大的差异，添加三价离子的方式可以满足不同原料和工艺的需求。固体C应为石英等难溶于酸碱的化合物，滤渣C与溶液B合并，浸泡2-10天可以进一步在碱液中活化，作为制备白炭黑的原料。
附图说明：
图1为本发明实施例3所制备的类水滑石材料的XRD图。
图2为本发明实施例3所制备的类水滑石材料的SEM图。
图3为本发明实施例3所制备的类水滑石材料的氮气吸附脱附曲线及孔径分布图。
具体实施方式：
下面结合具体实例对本发明的技术方案及效果作进一步描述，但是，这些是实施例中所使用的具体方法和说明并不限制本发明的保护范围。
实施例1：
（1）称取10g石棉尾矿加入到含有200mL 1-2mol/L NaOH的烧杯中，180oC-200oC下水热1-7天，固液分离，得到固体物质A和溶液B。
（2）1g固体物质A加入1-50 mL水中，用盐酸或硝酸调整pH至2-6，超声0.5-10h，过滤，得到滤渣C和滤液。向滤液中添加三价金属盐酸盐或硝酸盐，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例2至4，用氢氧化钠调整pH至10-11。
（3）80 oC下，反应8小时后将沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。
（4）固体C与溶液B合并，浸泡2-10天，升温至60 oC -150 oC，调整pH为7-8，过滤、干燥得到白炭黑。
（5）制备的类水滑石材料进行，去除甲基橙吸附容量为155mg/g；白炭黑比表面积大于150m2/g。
实施例2：
在实施例1的基础上，不同之处为（2）添加三价金属盐为Al(NO3)3，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例为2.15。生成的类水滑石类化合物板层结构好吸附效率高，去除甲基橙吸附容量为171mg/g。
实施例3：
在实施例1的基础上，不同之处为（2）添加三价金属盐为Al(NO3)3，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例为4。Al(NO3)3为常见的铝盐成本低，此外比例为4，减少了化学试剂的用量，进一步降低生产成本，提高废物利用率。
实施例4：
在实施例2的基础上，不同之处为（3）为80 oC下，反应0.5小时后，100 oC-180oC水热5-24h，沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。由于存在多种金属离子，水热法可以类水滑石的结晶度，有利于类水滑石金属氧化物板层的形成，提高吸附效率。去除甲基橙吸附容量为180 mg/g以上。
实施例5：
在实施例4的基础上，不同之处为（3）为80 oC下，反应0.5小时后，180oC水热24h，沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。去除甲基橙吸附容量为190 mg/g。
实施例6：
在实施例1-5任何一个实施例基础上，不同之处为（2）用硝酸调整pH至2-6，调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例过程中，加入Na2CO3 1-2g，用氢氧化钠调整pH至10-11。（3）制得类水滑石材料后在350 oC下煅烧2-6h。
通过用硝酸调整pH后生成的类水滑石片层中的阴离子为硝酸根，加入Na2CO3，碳酸根易于将片层中硝酸根置换出来，在高温煅烧时会使得碳酸根以二氧化碳的形式放出。由于类水滑石具有记忆效应，当放入甲基橙溶液中会快速吸收溶液中的甲基橙阴离子，恢复原有结构，因此去除甲基橙吸附容量为350mg/g以上。
实施例7：
在实施例1-5任何一个实施例基础上，不同之处为（2）用硝酸调整pH至2-6，调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例4，加入Fe3O40.05-0.5g，用氢氧化钠调整pH至10-11。所制备的水滑石比饱和磁化强度为5emu/g可以进行磁性回收。
实施例8：
在实施例1-5任何一个实施例基础上，不同之处为（4）固体C与溶液B合并，浸泡10天，升温至90 oC，调整pH为7-8。白炭黑比表面积大于170 m2/g。
实施例9：
在实施例1-5任何一个实施例基础上，不同之处为（2）用硝酸调整pH至2-6，添加Fe(NO3)3，以调整浸出液中二价金属离子和三价金属离子比例至2。本实施例合成类水滑石材料的比饱和磁化强度为2emu/g。
实施例10：
在实施例1-5任何一个实施例基础上，不同之处为（2）用硝酸调整pH至2-6，添加Ni(NO3)3，以调整浸出液中二价金属离子和三价金属离子比例至4。本实施例合成类水滑石材料电化学性能，比电容大于300F/g。
Claims (10)
1.一种石棉尾矿综合利用的方法，其步骤包括：
（1）称取10g石棉尾矿加入到含有200mL 1-2mol/L NaOH的烧杯中，180oC-200oC下水热1-7天，固液分离，得到固体物质A和溶液B；
（2）1g固体物质A加入1-50 mL水中，用盐酸或硝酸调整pH至2-6，超声0.5-10h，过滤，得到滤渣C，向溶液中添加三价金属盐酸盐或硝酸盐，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例2至4，用氢氧化钠调整pH至10-11；
（3）80 oC下，反应8小时后将沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料；
（4）固体C与溶液B合并，浸泡2-10天，升温至60 oC -150 oC，调整pH为7-8，过滤、干燥得到白炭黑。
2.根据权利要求1所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）添加三价金属盐为Al(NO3)3，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例为2.15。
3.根据权利要求1所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）添加三价金属盐为Al(NO3)3，以调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例为4。
4.根据权利要求1所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（3）为80 oC下，反应0.5小时后，100 oC -180 oC水热5-24h，沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。
5.根据权利要求4所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（3）为80 oC下，反应0.5小时后，180 oC水热24h，沉淀过滤、干燥制得类水滑石材料。
6.根据权利要求1-5中任何一项权利要求所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）用硝酸调整pH至2-6，调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例过程中，加入Na2CO31-2g，用氢氧化钠调整pH至10-11；（3）制得类水滑石材料后在350 oC下煅烧2-6h。
7.根据权利要求1-5中任何一项权利要求所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）用硝酸调整pH至2-6，调整溶液中二价金属离子和三价金属离子比例4，加入Fe3O40.05-0.5g，用氢氧化钠调整pH至10-11。
8.根据权利要求1-5中任何一项权利要求所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（4）固体C与溶液B合并，浸泡10天，升温至90 oC，调整pH为7-8。
9.根据权利要求1-5中任何一项权利要求所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）用硝酸调整pH至2-6，添加Fe(NO3)3，以调整浸出液中二价金属离子和三价金属离子比例至2。
10.根据权利要求1-5中任何一项权利要求所述的一种石棉尾矿综合利用的方法，其特征在于：（2）用硝酸调整pH至2-6，添加Ni(NO3)3，以调整浸出液中二价金属离子和三价金属离子比例至4。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510241068.3A CN105084398B (zh) | 2015-05-09 | 2015-05-09 | 一种石棉尾矿综合利用的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510241068.3A CN105084398B (zh) | 2015-05-09 | 2015-05-09 | 一种石棉尾矿综合利用的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105084398A CN105084398A (zh) | 2015-11-25 |
| CN105084398B true CN105084398B (zh) | 2016-08-31 |
Family
ID=54565853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510241068.3A Expired - Fee Related CN105084398B (zh) | 2015-05-09 | 2015-05-09 | 一种石棉尾矿综合利用的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105084398B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111285407A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-16 | 武汉工程大学 | 以高镁磷尾矿为原料制备钙镁铝铁水滑石的方法 |
| CN111217385A (zh) * | 2020-02-23 | 2020-06-02 | 武汉工程大学 | 利用磷尾矿制备钙镁铝水滑石的方法 |
| CN111393127B (zh) * | 2020-03-16 | 2021-07-20 | 华南理工大学 | 一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法 |
| CN115491064B (zh) * | 2022-08-15 | 2023-04-18 | 中南大学 | 一种钨尾矿基水滑石及其制备方法和应用其制得的膨胀型防火涂料 |
-
2015
- 2015-05-09 CN CN201510241068.3A patent/CN105084398B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105084398A (zh) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106076243B (zh) | 一种微孔铝盐锂吸附剂及其制备方法、填料和富集锂离子的方法 | |
| CN105084398B (zh) | 一种石棉尾矿综合利用的方法 | |
| Luo et al. | Recovery of magnesium and potassium from biotite by sulfuric acid leaching and alkali precipitation with ammonia | |
| CN108421539B (zh) | 一种吸附锂的材料的制备方法 | |
| CN103738986B (zh) | 一种白云石煅烧并水溶分离钙镁生产氢氧化镁和碳酸钙的方法 | |
| CN107614431B (zh) | 用于由硅酸镁矿石生产具有受控的比表面积的无定形二氧化硅的方法 | |
| CN103349994B (zh) | 一种从煤灰中回收催化剂并分离得到含铝化合物的方法 | |
| CN109692648B (zh) | 高效吸附水中硫酸根离子的吸附剂及其制备方法 | |
| CN106865565A (zh) | 一种粉煤灰合成x型沸石的方法 | |
| Zhang et al. | In situ growth of ZnO nanorod arrays on cotton cloth for the removal of uranium (vi) | |
| CN106673161B (zh) | 一种活化蛇纹石及其制备方法 | |
| CN109399675A (zh) | 利用蛇纹石中镁资源对co2进行矿化封存的方法 | |
| CN102618932A (zh) | 一种由膨润土制取碱式碳酸铝铵晶须和氧化铝晶须联产液体硅酸钠的方法 | |
| JP5020488B2 (ja) | ハイドロタルサイト様化合物及びその製造方法並びに陰イオン除去剤 | |
| CN110918056A (zh) | 一种焙烧水滑石/磁性纳米洋葱碳复合吸附材料及其制备方法和应用 | |
| CN107352554B (zh) | 一种磁性x型分子筛的制备方法及应用 | |
| CN107663579B (zh) | 用于处理含石榴石族难处理矿物的方法 | |
| CN103288195A (zh) | 一种以固体矿物一步法制备聚硅酸盐复合混凝剂的方法 | |
| CN102115813B (zh) | 一种低品位菱镁矿的综合利用方法 | |
| CN109319896A (zh) | 用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法 | |
| WO2018040703A1 (zh) | 一种从重金属污泥中回收制备高纯阻燃型氢氧化镁的方法 | |
| CN104860338B (zh) | 一种硫基铵盐混合介质体系提取粉煤灰中氧化铝的方法 | |
| JP2012213673A (ja) | 酸性排水から製造した複水層状水酸化物様吸着剤とその製造方法 | |
| Behera et al. | Adsorptive removal of phosphate ions using leached sea nodule residue generated by the reduction–roasting ammoniacal leaching process | |
| CN109252046B (zh) | 利用h2so4-氟化法联合处理蛇纹石的方法 |
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 |
Granted publication date: 20160831 Termination date: 20170509 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |