CN107021655A - 工业废渣的综合利用方法 - Google Patents

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王健康
王婧
赵冬梅
马艳芳
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Abstract

本发明提供了一种工业废渣的综合利用方法，包括步骤：S1、将电石渣配制成电石渣料浆；S2、将盐湖副产氯化镁配制成与电石渣料浆中氢氧化钙等物质的量的氯化镁水溶液；S3、将电石渣料浆与氯化镁水溶液混合形成反应料浆，反应料浆经反应、固液分离、洗涤、干燥获得氢氧化镁粗矿；S4、将氢氧化镁粗矿煅烧，获得其中氧化镁的活性为71.32％～77.41％的氧化镁粗矿。根据本发明的工业废渣的综合利用方法所获得的氧化镁粗矿符合菱镁制品用工业氧化镁WB/T 1019‑2002标准，可以因地制宜地与氯化镁等其他原料制备镁水泥，降低了镁水泥的制备成本，并且大幅降低了菱镁矿轻烧粉带来的高能耗以及运输费用等问题；同时，该工业废渣的综合利用方法还有效避免了工业副产物对环境的污染。

Description

工业废渣的综合利用方法
技术领域
本发明属于资源综合利用技术领域，具体地讲，涉及一种工业废渣的综合利用方法。
背景技术
青海柴达木地区含有丰富的镁资源，大多以盐湖开采钾肥等后遗留的大量氯化镁形式存在。每生产1t氯化钾，副产约40m3卤水，其中含有氯化镁的浓度为33％左右。察尔汗盐湖的氯化钾产量超过150万t，每年排放氯化镁卤水超过6000万m3，其年排放量已经超过海盐副产卤水总量的3倍，造成资源的极大浪费以及环境的严重污染。虽然目前研究人员已利用副产的氯化镁和副产的氧化镁来制备镁水泥，但是，一方面，盐湖副产的氯化镁的量要远远超过副产的氧化镁，另一方面，副产的氯化镁只能用作氯氧镁水泥的原料，而不能够用于制备其他种类的镁水泥，导致大量的副产氯化镁仍旧不能被再利用，而氧化镁却是每一种镁水泥中均需要使用的原料之一；因此，目前用于制备镁水泥的氧化镁的来源还主要是煅烧菱镁矿获得轻烧氧化镁。
菱镁矿作为制备轻烧氧化镁的主要原料，其主要分布在我国的东北地区。辽宁省菱镁矿石已勘查的储量约占全国总储量的85％，约占世界总储量的20％；其矿石品位高，杂质少，工业利用价值高，埋藏浅且极适合露天大规模机械化开采，矿带处于经济发达的地带，铁路运输十分方便，这些优势使得辽宁省菱镁矿采矿业迅速发展，成为中国的菱镁矿石生产、供应基地。青海等地由于地理位置较为偏远，造成轻烧氧化镁的运输成本增大，而因地制宜制备氧化镁则可以节省运输成本。
菱镁矿煅烧制备轻烧氧化镁的实质是碳酸镁加热分解为氧化镁和二氧化碳。菱镁矿经过破碎和人工拣选，即可投入反射窑、隧道窑、回转窑中，在700℃～1000℃温度下煅烧3h～5h，大部分二氧化碳逸出，成为轻烧样，制备工艺为：菱镁矿→鄂式破碎→筛分→煅烧→轻烧氧化镁。该工艺仍存在能耗高、原料消耗高、环境污染严重等问题。
因此，结合东北地区的轻烧氧化镁与青海柴达木地区的氯化镁所存在的现实问题，如何既能解决菱镁制品用氧化镁的运输成本问题、又能解决青海柴达木地区的氯化镁造成的环境污染问题，是一个丞待解决的问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种工业废渣的综合利用方法，该综合利用方法可将副产的氯化镁转化为符合菱镁制品用的氧化镁，减少污染的同时也降低菱镁制品的制备成本。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种工业废渣的综合利用方法，包括步骤：
S1、将电石渣配制成电石渣料浆；
S2、将盐湖副产氯化镁配制成与所述电石渣料浆中氢氧化钙等物质的量的氯化镁水溶液；
S3、将所述电石渣料浆与所述氯化镁水溶液混合形成反应料浆，所述反应料浆反应并经固液分离、洗涤、干燥获得氢氧化镁粗矿；
S4、将所述氢氧化镁粗矿在460℃～500℃下煅烧1.5h～2h，获得氧化镁粗矿；所述氧化镁粗矿中氧化镁的活性为71.32％～77.41％。
进一步地，在所述氧化镁粗矿中，所述氧化镁的质量百分数为86.10％～86.17％，碳酸钙的质量百分数为8.69％～8.74％，酸不溶物的质量百分数为4.54％～5.01％。
进一步地，在所述步骤S1中，所述电石渣的粒径小于200目。
进一步地，在粒径小于200目的电石渣中，氢氧化钙的质量百分数为92.05％～92.63％，酸不溶物的质量百分数为1.45％～1.59％，其余为碳酸钙。
进一步地，在所述步骤S3中，所述电石渣料浆与所述氯化镁水溶液加入反应器中，以使所述反应料浆的pH保持为9.7～10.0。
进一步地，在所述氢氧化镁粗矿中，氢氧化镁的质量百分数为88.84％～89.05％，碳酸钙的质量百分数为6.89％～7.59％，酸不溶物的质量百分数为3.4％～3.7％。
本发明通过将盐湖提钾、提锂后副产的大量氯化镁与经干法乙炔工艺中副产的电石渣作为生产原料，使二者在常温下反应生成氢氧化镁粗矿，并经煅烧即获得了氧化镁粗矿；该氧化镁粗矿符合菱镁制品用工业氧化镁WB/T1019-2002标准，可以因地制宜地与氯化镁等其他原料制备镁水泥，生产原料均为盐湖资源开发中产生的副产物，使得镁水泥的制备成本低廉，并且大幅降低了现有技术中使用菱镁矿轻烧粉带来的高能耗以及运输费用等问题；同时，该工业废渣的综合利用方法还有效避免了工业副产物对环境的污染。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例1的工业废渣的综合利用方法的工艺流程图；
图2是根据本发明的实施例1获得的氢氧化镁粗矿的XRD图片；
图3是根据本发明的实施例1获得的氧化镁粗矿的XRD图片。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
本发明提供了一种工业废渣的综合利用方法，所述工业废渣包括盐湖提钾、提锂后副产的氯化镁，以及经干法乙炔工艺中副产的电石渣，这些工业废渣大量堆放，不仅占用空间，而且造成污染，因此，本申请对上述工业废渣进行回收并综合利用。具体参照图1，该综合利用方法具体包括下述步骤：
S1、将电石渣与水混合配制成电石渣料浆。
电石渣的主要成分为氢氧化钙，且其中氢氧化钙的粒径一般偏小，同时还含有7.95％～8.28％的酸不溶物；此处百分数表示质量百分数，下同。基于电石渣中各物质的粒径分布规律，优选采用200目筛子先行筛分电石渣，并将筛下的部分电石渣作为与副产氯化镁反应的原料，以提高氢氧化钙的比重。
在本申请中，粒径小于200目的电石渣占总电石渣的质量的44.2％～44.8％；在筛下的电石渣中，氢氧化钙的含量为92.05％～92.63％，酸不溶物的含量为1.45％～1.59％，其余为碳酸钙。如此，即经过筛分降低了原料中杂质的含量，以提高最终产品的纯度。
S2、将盐湖副产氯化镁配制成与电石渣料浆中氢氧化钙等物质的量的氯化镁水溶液。
S3、将电石渣料浆与氯化镁水溶液混合形成反应料浆，反应料浆反应并经固液分离、洗涤、干燥获得氢氧化镁粗矿。
一般地，根据本发明的工业废渣的综合利用方法属于较大型操作，因此二者的混合在反应器中进行，向反应器中通入电石渣料浆和氯化镁水溶液，保持反应料浆的pH控制在9.7～10.0；如此，即可通过后续的结晶获得较大粒径的氢氧化镁粗矿，以降低氢氧化镁粗矿与母液分离的成本与操作难度。显然，电石渣料浆和氯化镁水溶液的通入速率与反应器的规模有一定的关系，本申请优选使用体积为15L的DTB型反应器。
具体地，反应料浆在反应器中反应生成氢氧化镁后，再在储料罐中沉降以进行初步分离，再经过滤、洗涤、过滤、干燥即可获得氢氧化镁粗矿。
更为具体地，在获得的氢氧化镁粗矿中，氢氧化镁的质量百分数为88.84％～89.05％，碳酸钙的质量百分数为6.89％～7.59％，酸不溶物的质量百分数为3.4％～3.7％，并会有部分夹带的氯化物。
S4、将氢氧化镁粗矿在460℃～500℃下煅烧1.5h～2h，获得其中氧化镁的活性为71.32％～77.41％的氧化镁粗矿。
具体来讲，在该氧化镁粗矿中，氧化镁的质量百分数为86.10％～86.17％，碳酸钙的质量百分数为8.69％～8.74％，酸不溶物的质量百分数为4.54％～5.01％。
根据本发明的工业废渣的综合利用方法即获得了上述指标的氧化镁粗矿，而该氧化镁粗矿符合菱镁制品用工业氧化镁WB/T 1019-2002标准，即可因地制宜地与氯化镁等其他原料制备镁水泥，生产原料均为盐湖资源开发中产生的副产物，使得镁水泥的制备成本低廉，并且大幅降低了现有技术中使用菱镁矿轻烧粉带来的高能耗以及运输费用等问题；同时，该工业废渣的综合利用方法还有效避免了工业副产物对环境的污染。
以下将通过具体的实施例来体现根据本发明的工业废渣的综合利用方法，各实施例的工艺参数及产品指标如表1-图3所示。
表1实施例1-6的工业废渣的综合利用方法的工艺参数及产品指标
表2实施例1-6中氢氧化镁粗矿的含量分析
表3实施例1-6中氧化镁粗矿的含量分析
对实施例1获得的氢氧化镁粗矿和氧化镁粗矿分别进行了X射线衍射测试(简称XRD)，其测试结果分别如图2和图3所示。图2和图3证实了氢氧化镁粗矿和氧化镁粗矿中的成分。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (6)

1.一种工业废渣的综合利用方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将电石渣配制成电石渣料浆；
S2、将盐湖副产氯化镁配制成与所述电石渣料浆中氢氧化钙等物质的量的氯化镁水溶液；
S3、将所述电石渣料浆与所述氯化镁水溶液混合形成反应料浆，所述反应料浆反应并经固液分离、洗涤、干燥获得氢氧化镁粗矿；
S4、将所述氢氧化镁粗矿在460℃～500℃下煅烧1.5h～2h，获得氧化镁粗矿；所述氧化镁粗矿中氧化镁的活性为71.32％～77.41％。
2.根据权利要求1所述的综合利用方法，其特征在于，在所述氧化镁粗矿中，所述氧化镁的质量百分数为86.10％～86.17％，碳酸钙的质量百分数为8.69％～8.74％，酸不溶物的质量百分数为4.54％～5.01％。
3.根据权利要求1或2所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述电石渣的粒径小于200目。
4.根据权利要求3所述的综合利用方法，其特征在于，在粒径小于200目的电石渣中，氢氧化钙的质量百分数为92.05％～92.63％，酸不溶物的质量百分数为1.45％～1.59％，其余为碳酸钙。
5.根据权利要求3所述的综合利用方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述电石渣料浆与所述氯化镁水溶液加入反应器中，以使所述反应料浆的pH保持为9.7～10.0。
6.根据权利要求3所述的综合方法，其特征在于，在所述氢氧化镁粗矿中，氢氧化镁的质量百分数为88.84％～89.05％，碳酸钙的质量百分数为6.89％～7.59％，酸不溶物的质量百分数为3.4％～3.7％。
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