CN109809716A - 低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法 - Google Patents
低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,属于矿产资源加工领域。该方法为:对含白云石和石英的低品位菱镁矿进行清洗,破碎,对于粒级为2.5~20mm的菱镁矿粉,在600~700℃煅烧1~2.5h,得到分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,在进行选择性磨矿,磨矿产物;进行筛分分级,得到‑0.074mm粒级磨矿产物;对于粒级为0.1~2.5mm的菱镁矿粉放入悬浮炉吹风煅烧,在570~670℃煅烧0.5~2h,得到悬浮煅烧回收的轻烧镁;将磨矿产物和悬浮煅烧的轻烧镁再进行风选提纯,最终制备高纯轻烧镁产品。该方法能有效解决菱镁矿与白云石和石英难分离、并彻底改善现有的高纯氧化镁生产过程消耗强酸以及环境污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及矿产资源加工技术领域,特别涉及一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法。
背景技术
菱镁矿是一种高工业价值的碳酸盐矿物,是我国优势矿产资源。经过多年开采,现在的高品位菱镁矿已经不能满足生产需要,而低品位菱镁矿,也含有一些白云石和石英等脉石矿物,对菱镁矿选矿主要是去除脉石矿物而达到去除CaO、SiO2等杂质,得到纯度高的MgO。白云石是菱镁矿中主要的含钙杂质矿物,它的存在会使得后续高温煅烧过程中形成CaSiO3,冷却后易松离而影响轻烧氧化镁性质。白云石和菱镁矿同属于碳酸盐矿物,具有完全相同的阴离子和部分相同的阳离子,其晶体结构和表面性质十分接近,十分难以浮选分离,因此,含白云石和石英等脉石矿物的高钙高硅低品位菱镁矿的综合利用是一世界性难题,尤其是,菱镁矿中,白云石和石英在工业上的有效去除有待进一步解决。
菱镁矿选矿方法的确定和成矿原因和形式、杂质成分密切相关。目前,工业上提纯低品位菱镁矿以及制备轻烧氧化镁产品主要通过浮选和煅烧-酸浸-再煅烧的方法,工艺流程复杂,生产成本高,环境污染严重,浪费能源。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提出一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,该方法是一种低品位高硅高钙菱镁矿制备高纯轻烧氧化镁的方法,其采用清洗、破碎分级、煅烧预处理、选择性磨矿、粒级分级、风选提纯步骤,制备高纯轻烧氧化镁,其能有效解决菱镁矿与白云石和石英难分离、并彻底改善现有的高纯氧化镁生产过程消耗强酸以及环境污染问题。
本发明采用以下技术方案实现:
本发明的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
以低品位菱镁矿为原料,清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;
所述的低品位菱镁矿,包括的成分及各个成分的质量百分数分别为:菱镁矿的质量百分数为30~95%,主要杂质白云石质量百分数为2~30%,石英质量百分数为2~35%,余量为其他矿物杂质;
步骤二:破碎分级
将清洗后的低品位菱镁矿进行破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:针对不同粒级进行分别处理:
(1)对于粒级为2.5~20mm的菱镁矿粉进行处理
1)煅烧预处理
将粒级为2.5~20mm的菱镁矿粉放入煅烧设备中,控制煅烧温度为600~700℃,煅烧时间为1~2.5h,菱镁矿完全分解,白云石和石英未分解,得到分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物;其中,煅烧设备为马弗炉、回转炉、煅烧炉或沸腾炉中的一种;
2)选择性磨矿
将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物置于耐磨球磨机中,进行选择性磨矿,得到磨矿产物;
球磨机中,陶瓷球的体积充填率为25~35%,按个数比,30mm粒级陶瓷球、15mm粒级陶瓷球、10mm粒级陶瓷球、5mm粒级陶瓷球=1:2:3:(4~6),球磨机转速50~70r/min;
3)粒级分级
将磨矿产物进行筛分分级,得到-0.074mm粒级磨矿产物;
(2)对于粒级为0.1~2.5mm的菱镁矿粉进行煅烧预处理
将粒级为0.1~2.5mm的菱镁矿粉放入悬浮炉吹风煅烧,煅烧温度为570~670℃,煅烧时间为0.5~2h,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁;
步骤四:风选提纯
将-0.074mm粒级磨矿产物和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁进行风选提纯,最终制备高纯轻烧氧化镁产品。
所述的步骤三(1)的2)中,耐磨球磨机优选为陶瓷球磨机。
所述的步骤三(1)的2)中,选择性磨矿时间为1~6min。
所述的步骤三(1)的3)中,依次采用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分10~20min。
所述的步骤三(2)中,所述的悬浮炉吹风煅烧,为通入空气,空气流量为500~1200mL/s,空气给入方向垂直给料方向。
本发明制备的高纯轻烧氧化镁产品,其纯度为99wt.%以上。
所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法中,回收率为76%以上。
与现有的技术相比,本发明的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其优点是:
1、本发明能够实现低品位高硅高钙菱镁矿高效综合利用,实现菱镁矿与白云石的有效分离,根据破碎产物粒级的不同,灵活采用不同煅烧设备,粗粒级菱镁矿采取煅烧预处理-选择性磨矿-粒级分级-风选提纯工艺方法,细粒级菱镁矿采取悬浮煅烧-风选提纯的工艺方法,工艺简单,显著减少菱镁矿破碎磨矿能耗,绿色环保。
2、本发明采用对不同粒级分别进行煅烧预处理,对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉煅烧后的产物进行选择性磨矿,通过控制煅烧参数,因为菱镁矿热分解生成的轻烧氧化镁是多孔、质地脆、疏松的颗粒,而白云石和石英等脉石矿物基本未分解,因而质地坚硬,再通过控制球磨参数,轻烧氧化镁粒级细化,经过筛分后,与白云石和石英分开,达到脱钙出硅的作用,通过后续风选进行提纯,得到高纯轻烧氧化镁。
3、本发明通过先破碎,在进行煅烧预处理,再磨矿风选的工艺,相比于先破碎、磨矿再煅烧的工艺,其能耗低。
4、本发明相比于传统的热选法(800~1000℃),本发明的煅烧温度(600~700℃)更低,耗能较小,分离效果更好,制备的轻烧氧化镁粉活性更高,特别是针对白云石这种和菱镁矿晶体结构和性质十分相近难以分离的物质,效果特别明显。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
采用菱镁矿纯度为51wt.%的含白云石、石英的菱镁矿石为原料,进行清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;其中,菱镁矿石中,菱镁矿的质量百分数为51%,白云石的质量百分数为30%,石英的质量百分数为19%。
步骤二:破碎
将清洗后的低品位菱镁矿,经颚式破碎机破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:煅烧预处理
针对不同粒级进行煅烧处理:
(1)对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉,置于马弗炉中,在650℃煅烧2h,得到菱镁矿煅烧产物——分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物经陶瓷球磨机进行磨矿,磨矿时间控制在5min,其中,陶瓷球磨机中,陶瓷球体积充填率为30%,按个数比,30mm、15mm、10mm、5mm粒级陶瓷球配比为1:2:3:4,球磨机转速为60r/min。磨矿后,将磨矿产物依次使用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分15min,得到细粒级轻烧氧化镁产品。
(2)将0.1~2.5mm细粒级的低品位菱镁矿粉,经过悬浮炉吹风煅烧,其中,悬浮煅烧温度650℃、煅烧时间1.5h,向悬浮炉通入空气流量700~900mL/min,空气给入方向和给料方向垂直,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品。
步骤四:风选提纯
将细粒级轻烧氧化镁产品和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品,混合,再经风选设备提纯,进一步提纯获得纯度为99wt.%,回收率80%的轻烧氧化镁。
实施例2
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
采用菱镁矿纯度为45wt.%的含白云石、石英的菱镁矿石,为原料,进行清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;其中,菱镁矿石中,菱镁矿的质量百分数为45%,白云石的质量百分数为20%,石英的质量百分数为35%。
步骤二:破碎
将清洗后的低品位菱镁矿,经颚式破碎机破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:煅烧预处理
针对不同粒级进行煅烧处理:
(1)对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉,置于煅烧炉中,在650℃煅烧2h,得到菱镁矿煅烧产物——分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物经陶瓷球磨机进行磨矿,磨矿时间控制在3min,其中,陶瓷球磨机中,陶瓷球体积充填率为30%,按个数比,30mm、15mm、10mm、5mm粒级陶瓷球配比为1:2:3:6,球磨机转速为60r/min。磨矿后,将磨矿产物依次使用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分15min,得到细粒级轻烧氧化镁产品。
(2)将0.1~2.5mm细粒级的低品位菱镁矿粉,经过悬浮炉吹风煅烧,其中,悬浮煅烧温度650℃、煅烧时间1.75h,向悬浮炉通入流量700~900mL/min的空气,空气给入方向和给料方向垂直,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品。
步骤四:风选提纯
将细粒级轻烧氧化镁产品和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品,混合,再经风选设备提纯,进一步提纯获得纯度为99wt.%,回收率76%的轻烧氧化镁。
实施例3
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
采用菱镁矿纯度为70wt.%的含白云石、石英的菱镁矿石,原料,进行清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;其中,菱镁矿石中,菱镁矿的质量百分数为70%,白云石的质量百分数为28%,石英的质量百分数为2%。
步骤二:破碎
将清洗后的低品位菱镁矿,经颚式破碎机破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:煅烧预处理
针对不同粒级进行煅烧处理:
(1)对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉,置于回转炉中,在650℃煅烧2h。得到菱镁矿煅烧产物——分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物经陶瓷球磨机进行磨矿,磨矿时间控制在3min,其中,陶瓷球磨机中,陶瓷球体积充填率为30%,按个数比,30mm、15mm、10mm、5mm粒级陶瓷球配比为1:2:3:6,球磨机转速为60r/min。磨矿后,将磨矿产物依次使用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分15min,得到细粒级轻烧氧化镁产品。(2)将0.1~2.5mm细粒级的低品位菱镁矿粉,经过悬浮炉吹风煅烧,其中,经悬浮煅烧温度650℃、煅烧时间1.5h,向悬浮炉通入空气流量700~900mL/min,空气给入方向和给料方向垂直,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品。
步骤四:风选提纯
将细粒级轻烧氧化镁产品和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品,混合,再经风选设备提纯,进一步提纯获得纯度为99wt.%,回收率86%的轻烧氧化镁。
实施例4
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
采用菱镁矿纯度为95wt.%的含白云石、石英的菱镁矿石,原料,进行清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;其中,菱镁矿石中,菱镁矿的质量百分数为95%,白云石的质量百分数为2%,石英的质量百分数为3%。
步骤二:破碎
将清洗后的低品位菱镁矿,经颚式破碎机破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:煅烧预处理
针对不同粒级进行煅烧处理:
(1)对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉,置于回转炉中,在630℃煅烧2.5h,得到菱镁矿煅烧产物——分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物经陶瓷球磨机进行磨矿,磨矿时间控制在1min,其中,陶瓷球磨机中,陶瓷球体积充填率为25%,按个数比,30mm、15mm、10mm、5mm粒级陶瓷球配比为1:2:3:5,球磨机转速为70r/min。磨矿后,将磨矿产物依次使用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分15min,得到细粒级轻烧氧化镁产品。(2)将0.1~2.5mm细粒级的低品位菱镁矿粉,经过悬浮炉吹风煅烧,其中,经悬浮煅烧温度600℃、煅烧时间0.5h,向悬浮炉通入空气流量500~700mL/min,空气给入方向和给料方向垂直,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品。
步骤四:风选提纯
将细粒级轻烧氧化镁产品和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品,混合,再经风选设备提纯,进一步提纯获得纯度为99wt.%,回收率82%的轻烧氧化镁。
实施例5
一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,包括以下步骤:
步骤一:清洗
采用菱镁矿纯度为30wt.%的含白云石、石英的菱镁矿石,原料,进行清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;其中,菱镁矿石中,菱镁矿的质量百分数为30%,白云石的质量百分数为30%,石英的质量百分数为35%,余量为其他矿物杂质。
步骤二:破碎
将清洗后的低品位菱镁矿,经颚式破碎机破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:煅烧预处理
针对不同粒级进行煅烧处理:
(1)对2.5~20mm粒级的菱镁矿粉,置于沸腾炉中,在700℃煅烧1h,得到菱镁矿煅烧产物——分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物,将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物经陶瓷球磨机进行磨矿,磨矿时间控制在3min,其中,陶瓷球磨机中,陶瓷球体积充填率为35%,按个数比,30mm、15mm、10mm、5mm粒级陶瓷球配比为1:2:3:,5,球磨机转速为50r/min。磨矿后,将磨矿产物依次使用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分15min,得到细粒级轻烧氧化镁产品。(2)将0.1~2.5mm细粒级的低品位菱镁矿粉,经过悬浮炉吹风煅烧,其中,经悬浮煅烧温度570℃、煅烧时间2h,向悬浮炉通入空气流量1000~1200mL/min,空气给入方向和给料方向垂直,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品。
步骤四:风选提纯
将细粒级轻烧氧化镁产品和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁产品,混合,再经风选设备提纯,进一步提纯获得纯度为99wt.%,回收率86%的轻烧氧化镁。
Claims (7)
1.一种低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:清洗
以低品位菱镁矿为原料,清洗,去除表面泥质和微细粒矿物,得到清洗后的低品位菱镁矿;
所述的低品位菱镁矿包括的成分及各个成分的质量百分数分别为:菱镁矿的质量百分数为30~95%,主要杂质白云石质量百分数为2~30%,石英质量百分数为2~35%,余量为其他矿物杂质;
步骤二:破碎分级
将清洗后的低品位菱镁矿进行破碎,得到粒级为0.1~20mm的菱镁矿粉,对菱镁矿粉进行分级,得到不同粒级的菱镁矿粉;
步骤三:针对不同粒级进行分别处理:
(1)对于粒级为2.5~20mm的菱镁矿粉进行处理
1)煅烧预处理
将粒级为2.5~20mm的菱镁矿粉放入煅烧设备中,控制煅烧温度为600~700℃,煅烧时间为1~2.5h,菱镁矿完全分解,白云石未分解,得到分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物;其中,煅烧设备为马弗炉、回转炉、煅烧炉或沸腾炉中的一种;
2)选择性磨矿
将分解后的菱镁矿、白云石、石英的混合物置于耐磨球磨机中,进行选择性磨矿,得到磨矿产物;
球磨机中,陶瓷球的体积充填率为25~35%,按个数比,30mm粒级陶瓷球、15mm粒级陶瓷球、10mm粒级陶瓷球、5mm粒级陶瓷球=1:2:3:(4~6),球磨机转速50~70r/min;
3)粒级分级
将磨矿产物进行筛分分级,得到-0.074mm粒级磨矿产物;
(2)对于粒级为0.1~2.5mm的菱镁矿粉进行煅烧预处理
将粒级为0.1~2.5mm的菱镁矿粉放入悬浮炉吹风煅烧,煅烧温度为570~670℃,煅烧时间为0.5~2h,得到悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁;
步骤四:风选提纯
将-0.074mm粒级磨矿产物和悬浮煅烧回收的轻烧氧化镁进行风选提纯,最终制备高纯轻烧氧化镁产品。
2.如权利要求1所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,所述的步骤三(1)的2)中,耐磨球磨机为陶瓷球磨机。
3.如权利要求1所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,所述的步骤三(1)的2)中,选择性磨矿时间为1~6min。
4.如权利要求1所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,所述的步骤三(1)的3)中,依次采用18目、35目、60目、100目、150目、200目标准筛振动筛筛分10~20min。
5.如权利要求1所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,所述的步骤三(2)中,所述的悬浮炉吹风煅烧,为通入空气,空气流量为500~1200mL/s,空气给入方向垂直给料方向。
6.如权利要求1~5任意一项所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,制备的高纯轻烧氧化镁产品,其纯度为99wt.%以上。
7.如权利要求1~5任意一项所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法,其特征在于,所述的低品位菱镁矿煅烧脱钙除硅制备高纯轻烧氧化镁的方法中,回收率为76%以上。
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