專利名稱：一種蛇紋石加工利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種蛇紋石加工利用的方法，屬于礦物加工領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
蛇紋石是一種主要化學(xué)成分為氧化鎂和二氧化硅的硅酸鹽礦物，同時伴生有不同程度鐵、鎳、鉻等金屬礦。目前，對蛇紋石礦進行加工和綜合利用的方法主要是酸浸取法。即采用鹽酸、硫酸、硝酸等強酸在一定溫度下對蛇紋石礦進行酸化處理，使其分解，再經(jīng)過不同的工序處理，獲得氧化鎂或氫氧化鎂、二氧化硅或白炭黑以及鐵、鎳、鉻的金屬氧化物等產(chǎn)物。酸浸取法由于使用強酸，不僅對儀器設(shè)備有 強腐蝕性，而且因為酸用量較大，在加工和綜合利用蛇紋石工藝過程中產(chǎn)生大量的廢水。本發(fā)明針對目前蛇紋石礦加工利用的現(xiàn)狀和酸浸法存在的缺點，提出了一種蛇紋石加工利用的綠色方法或工藝，不僅綜合利用蛇紋石中的氧化鎂和二氧化硅組分制備附加值高、市場前景好的產(chǎn)品，而且所用化學(xué)原料循環(huán)利用，生產(chǎn)過程清潔、無污染。
3.

發(fā)明內(nèi)容
將蛇紋石礦粉與硫酸銨粉末按一定質(zhì)量比例混合后于高溫下進行焙燒；將焙燒過程中產(chǎn)生的氨氣收集并溶于水制成氨水作為堿液使用；將焙燒后的固體產(chǎn)物進行攪拌水浸，使焙燒中生成的硫酸鎂等鹽類產(chǎn)物溶于水，并過濾、分離固體渣；然后將濾液進行氧化和用焙燒作業(yè)回收的氨水沉析鐵、鎳等金屬氫氧化物，并過濾分離鐵、鎳等金屬氫氧化物；將分離鐵、鎳等金屬氫氧化物的濾液在一定的溫度下加入焙燒作業(yè)回收的氨水沉析氫氧化鎂，反應(yīng)完成后進行過濾，并將濾餅移于高溫反應(yīng)釜中，在一定溫度下進行水熱反應(yīng)，同時將濾液于一定溫度下蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨固體粉末(循環(huán)用于焙燒作業(yè))；最后將水熱反應(yīng)產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥、打散，得氫氧化鎂產(chǎn)品；將水浸過濾后的固體渣進行焙燒得多孔二氧化硅產(chǎn)品。其工藝步驟及原理如下(I)將蛇紋石礦粉與硫酸氨粉末按一定質(zhì)量比例混合在高溫條件下進行焙燒(氨氣逸出溶于水制成氨水)后將固體產(chǎn)物進行攪拌水浸，得到含硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸亞鐵和硫酸鐵的混合漿液，其反應(yīng)式為MgO+(NH4) 2S04 — MgS04+H20+2NH3 Al203+3 (NH4) 2S04 — Al2 (SO4) 3+3Η20+3ΝΗ3 Fe203+3 (NH4) 2S04 — Fe2 (SO4) 3+3Η20+3ΝΗ3 FeO+ (NH4) 2S04 — FeS04+H20+2NH3 ΝΗ3+Η20 — NH3 · H2O(2)將上述混合漿液過濾除去固體渣后加入氧化劑進行氧化，并用氨水沉析鐵、鎳等金屬氫氧化物，其反應(yīng)式如下H202+2FeS04+H2SO4 — Fe2 (SO4) 3+2H20
Fe2 (SO4) 3+6NH3 · H2O — 2Fe (OH) 3 I +3 (NH4) 2S04(3)在上述氧化、沉析和過濾分離鐵、鎳等金屬氫氧化物后的濾液中加氨水沉析氫氧化鎂。其反應(yīng)式如下MgS04+2NH3 · H2O — Mg (OH) 2 I + (NH4) 2S04(4)將氫氧化鎂衆(zhòng)液過濾后的濾餅移于高溫反應(yīng)爸中進行水熱反應(yīng)；將濾液在一定溫度下蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨固體粉末(循環(huán)用于焙燒作業(yè))。(5)將水熱反應(yīng)后的氫氧化鎂漿料過濾、洗滌、干燥、打散,得氫氧化鎂產(chǎn)品。(6)將步驟(I)中的濾渣洗滌、干燥、焙燒，得多孔二氧化硅產(chǎn)品。步驟(I)中所述的蛇紋石礦粉，其粒度為200目篩余< 3%。步驟(2)中所述的氧化劑為過氧化氫或二氧化氯、臭氧、過硫酸鹽等。以下為本發(fā)明的配方和工藝條件(I)焙燒蛇紋石礦粉/硫酸氨質(zhì)量比=I I 2，反應(yīng)溫度500 800°C，反應(yīng)時間O. 5 3h ;(2)水浸用水量為焙燒后固體產(chǎn)物質(zhì)量的2. 5 11. 5倍；(3)氧化除鐵鎳等金屬氫氧化物沉析所用的堿液為焙燒作業(yè)回收的氨水，反應(yīng)溫度30 80°C，終點pH值為3 7 ;(4)沉析Mg(OH)2 :溶液波美度10 30°，反應(yīng)溫度30 80°C，反應(yīng)終點pH值9 13 ;(5)Mg (OH) 2水熱反應(yīng)反應(yīng)時間I 4h，反應(yīng)溫度140 180°C ;(6)硫酸銨溶液的結(jié)晶蒸發(fā)結(jié)晶溫度80 100°C ；(7)水浸濾渣焙燒焙燒溫度400 800°C，焙燒時間O. 5 5h ;用本發(fā)明方法加工蛇紋石礦，不僅可以高效綜合利用蛇紋石中的主要組分氧化鎂和二氧化硅制備高純度氫氧化鎂和高比表面積多孔二氧化硅，并回收伴生的鐵、鎳、鉻等金屬氧化物；而且焙燒過程中使用的硫酸銨以及產(chǎn)生的氨氣回收和循環(huán)用于氧化除鐵鎳作業(yè)和氫氧化鎂沉析作業(yè)；既無污染物排放，又可節(jié)約原材料和降低生產(chǎn)成本。4.


圖I是本發(fā)明的工藝流程圖。
5.
具體實施例方式實施例取600g蛇紋石礦粉，加入900g硫酸銨固體粉末，充分?jǐn)嚢杌靹蚝笤?00°C下煅燒lh，煅燒過程中產(chǎn)生的氣體收集后通入蒸餾水制成氨水備用。煅燒渣冷卻后加入5000ml充分?jǐn)嚢杷筮^濾，向濾液中加入20ml濃度為30%的!1202，601下氧化15min，加氨水調(diào)pH值到6. 0，沉化30min ;過濾分離氫氧化鐵沉淀后，調(diào)節(jié)濾液的波美度至20°，溫度為40°C，加25%氨水進行沉析反應(yīng),至衆(zhòng)液pH為12時停止加氨水,攪拌陳化反應(yīng)20min后過濾；將濾液在80°C的恒溫條件下蒸發(fā)結(jié)晶，將結(jié)晶產(chǎn)物回收備用；將濾餅轉(zhuǎn)移到高溫密閉反應(yīng)釜中于150°C下反應(yīng)2h后過濾、洗滌、干燥，得氫氧化鎂產(chǎn)品。將水浸濾渣進行干燥后在550°C下焙燒I. 0h，得多孔二氧化硅產(chǎn)品。
表I為實施例產(chǎn)品的檢測分析結(jié)果。表I實施例樣品的檢測分析結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種蛇紋石加工利用的方法，其特征在于其エ藝步驟為 (1)將蛇紋石礦粉與硫酸銨粉末按質(zhì)量比I: I 2混合后于500 800°C溫度下焙燒O. 5 3h ; (2)將焙燒過程中產(chǎn)生的氨氣收集并溶于水制成氨水； (3)按焙燒后固體產(chǎn)物質(zhì)量2.5 11. 5倍的比例加水進行攪拌水浸，使焙燒中生成的硫酸鎂等鹽類產(chǎn)物溶于水，并過濾、分離固體渣； (4)將濾液用氧化劑進行氧化，用焙燒作業(yè)回收的氨水沉析并過濾分離鐵、鎳等金屬氫氧化物； (5)將分離鐵、鎳等金屬氫氧化物的濾液在30 80°C溫度下加入焙燒作業(yè)回收的氨水沉析氫氧化鎂； (6)將氫氧化鎂漿液進行過濾，并將濾餅移于高溫反應(yīng)釜中，在140 180°C下進行水熱反應(yīng)，將濾液在80 100°C溫度下蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨固體粉末； (7)將水熱反應(yīng)產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥、打散，得氫氧化鎂；(8)將步驟(3)水浸過濾后的固體渣在400 800°C下焙燒O.5 5h，得多孔ニ氧化硅。
2.權(quán)利要求I所述的ー種蛇紋石加工利用的方法，其特征是所述的氧化劑是過氧化氫、ニ氧化氯、臭氧、過硫酸鹽的其中之一。
3.權(quán)利要求I所述的ー種蛇紋石加工利用的方法，其特征是所述的用焙燒作業(yè)回收的氨水沉析并過濾分離鐵、鎳等金屬氫氧化物，沉析終點PH值為3 7。
4.權(quán)利要求I所述的ー種蛇紋石加工利用的方法，其特征是所述的加入焙燒作業(yè)回收的氨水沉析氫氧化鎂，沉析終點pH值為9 13。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種蛇紋石加工利用的方法。本發(fā)明是將蛇紋石粉與硫酸銨按一定質(zhì)量比例混合后進行焙燒；將焙燒過程中產(chǎn)生的氨氣收集并溶于水制成氨水；將焙燒后的固體產(chǎn)物進行攪拌水浸，并過濾、分離固體渣；然后將濾液進行氧化和用氨水沉析、過濾分離鐵、鎳等金屬氫氧化物；將分離鐵、鎳等金屬氫氧化物的濾液用氨水沉析氫氧化鎂并過濾；將濾餅移于高溫反應(yīng)釜中進行水熱反應(yīng)，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨固體粉末；最后將水熱反應(yīng)產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥、打散，得氫氧化鎂產(chǎn)品；將水浸過濾渣進行焙燒得多孔二氧化硅產(chǎn)品。本發(fā)明的特點是蛇紋石焙燒作業(yè)回收的氨水和氫氧化鎂濾液蒸發(fā)結(jié)晶回收的硫酸銨循環(huán)使用。
文檔編號C01B33/12GK102627302SQ20111038777
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者戴瑞, 狄永浩, 鄭水林 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)