專利名稱：一種以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的硫酸鎂廢液中綜合回收鎂的方法，具體是一種以硫酸鎂廢液為原料制備高附加值硅鋼級氧化鎂的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅土鎳礦中常伴生有大量的鎂資源，采用濕法冶煉工藝對紅土鎳礦進行硫酸浸出沉淀鎳后常產(chǎn)生大量的硫酸鎂廢液，該硫酸鎂廢液不但污染環(huán)境，而且使得潛在價值較高的鎂資源不能得到有效利用，大大降低了紅土鎳礦的資源綜合利用率，因此，研究一種對該硫酸鎂廢液進行資源化綜合回收的方法顯得尤為重要。
硅鋼級氧化鎂屬于特種專用氧化鎂，是一種純度>98%、在水中懸浮性良好、水化率低、難溶于水、在高溫條件下能與硅鋼片中的硅酸鹽形成MgSiO3涂層的白色氧化鎂粉體材料，硅鋼級氧化鎂還起到隔離劑、脫磷、脫硫劑的作用。我國是鎂資源大國，然而高附加值的硅鋼級氧化鎂產(chǎn)量嚴(yán)重不足。隨著我國取向硅鋼生產(chǎn)技術(shù)的突破，武鋼、寶鋼等大型企業(yè)紛紛上馬取向硅鋼生產(chǎn)線，硅鋼級氧化鎂需求量驟增，國內(nèi)僅有上海振泰化工廠等少數(shù)企業(yè)能夠生產(chǎn)出符合企業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的硅鋼級氧化鎂產(chǎn)品，硅鋼級氧化鎂市場前景廣闊。然而，現(xiàn)在生產(chǎn)硅鋼級氧化鎂的方法還存在生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)品存在雜質(zhì)含量高、自動化、精細(xì)化水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不能完全滿足國內(nèi)快速增長的取向硅鋼生產(chǎn)發(fā)展的要求等問題，且從紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)出的硫酸鎂廢液中制備高附加值硅鋼級氧化鎂的方法未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的硫酸鎂廢液的資源化綜合利用的難題，以該硫酸鎂廢液為原料制備高附加值的硅鋼級氧化鎂，通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)。本發(fā)明提供一種以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，經(jīng)過下列各步驟
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的3 7%，將Mg2+濃度為10 25g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為I. 5 2. 5mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的PH值為5 9，再在30 70°C、攪拌速度為100 500rpm的條件下反應(yīng)10 50min,最后陳化O. 5 Ih,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為I.5 2. 5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I I. 4倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為50 80°C、攪拌速度為500 IOOOrpm的條件下反應(yīng)O. 5 I. 5h，然后陳化O. 5 I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在900 110(TC下煅燒I 3h，再用常溫水洗2 5次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到硅鋼級氧化鎂。本發(fā)明的優(yōu)選制備方法為
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的4 6%，將Mg2+濃度為10 25g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為I. 5 2. 5mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的PH值為6 8，再在40 60°C、攪拌速度為300 500rpm的條件下反應(yīng)20 40min,最后陳化O. 5 Ih,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2 2.5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I. I I. 3倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為60 80°C、攪拌速度為700 IOOOrpm的條件下反應(yīng)I I. 5h，然后陳化O. 5 I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂； (3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在950 110(TC下煅燒2 3h，再用常溫水洗3 5次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到硅鋼級氧化鎂。所述步驟(I)的硫酸鎂廢液為工業(yè)所產(chǎn)硫酸鎂廢液。所述步驟(I)的雙氧水為工業(yè)用雙氧水。所述步驟(I)的調(diào)節(jié)混合液pH值是用濃度為I. 5 2. 5mol/L的碳酸鈉溶液進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明以紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的硫酸鎂廢液為原料，采用中和水解法進行除雜，凈化液采用碳銨法制備高純堿式碳酸鎂前軀體，前軀體再經(jīng)過高溫煅燒制備氧化鎂，氧化鎂經(jīng)水洗、干燥、粉碎、篩分，獲得硅鋼級氧化鎂。本發(fā)明具備的優(yōu)點和效果
本發(fā)明以紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的硫酸鎂廢液為原料，對該硫酸鎂廢液的資源化綜合利用提供了一種可供借鑒的方法。用硫酸鎂廢液制備高附加值的硅鋼級氧化鎂，既能夠取得顯著的經(jīng)濟效益，還具有重要的環(huán)境效益及社會效益。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)的硅鋼級氧化鎂產(chǎn)品具有化學(xué)純度高、雜質(zhì)含量低、平均粒徑小的特點。得到的硅鋼級氧化鎂純度大于98%、水化率小于5%、平均粒徑小于5Mm。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例I
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的4%，將Mg2+濃度為14. 5g/L的工業(yè)所產(chǎn)硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為2mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的PH值為7，再在50°C、攪拌速度為300rpm的條件下反應(yīng)20min，最后陳化lh，再經(jīng)過濾，濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I.I倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為50°C、攪拌速度為600rpm的條件下反應(yīng)lh，然后陳化lh，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在950°C下煅燒2h，再用常溫水洗3次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行300目篩分，即得到純度為98. 51%、水化率4. 2%、平均粒徑為3. 92Mm的硅鋼級氧化鎂。實施例2
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的5%，將Mg2+濃度為18. 3g/L的工業(yè)所產(chǎn)硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為2mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的PH值為8，再在70°C、攪拌速度為400rpm的條件下反應(yīng)25min，最后陳化lh，再經(jīng)過 濾，濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I.2倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為60°C、攪拌速度為700rpm的條件下反應(yīng)O. 5h，然后陳化lh，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在1000°C下煅燒I.5h，再用常溫水洗4次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到純度為99. 33%、水化率3. 7%、平均粒徑為3. 73Mm的硅鋼級氧化鎂。實施例3
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的7%，將Mg2+濃度為22. 5g/L的工業(yè)所產(chǎn)硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為2mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的PH值為7，再在60°C、攪拌速度為500rpm的條件下反應(yīng)30min，最后陳化lh，再經(jīng)過濾，濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I.2倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為70°C、攪拌速度為SOOrpm的條件下反應(yīng)lh，然后陳化lh，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在1100°C下煅燒I.5h，再用常溫水洗5次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到純度為98. 73%、水化率3. 2%、平均粒徑為4. 05Mm的硅鋼級氧化鎂。實施例4
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的3%，將Mg2+濃度為25g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為2. 5mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值為5,再在40°C、攪拌速度為IOOrpm的條件下反應(yīng)50min,最后陳化O. 8h,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2.5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I. 4倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為80°C、攪拌速度為500rpm的條件下反應(yīng)I. 5h，然后陳化O. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在900°C下煅燒3h，再用常溫水洗2次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到純度為98. 37%、水化率4. 6%、平均粒徑為4. 37Mm的硅鋼級氧化鎂。
實施例5
(1)按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的6%，將Mg2+濃度為10g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為I. 5mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值為6,再在60°C、攪拌速度為400rpm的條件下反應(yīng)40min,最后陳化O. 5h,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為2mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I.3倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為80°C、攪拌速度為IOOOrpm的條件下反應(yīng)I. 5h，然后陳化I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在1100°C下煅燒2h，再用常溫水洗4次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到純度為98. 78%、水化率3. 9%、平均粒徑為4. 13Mm的硅鋼級氧化鎂。實施例6
(O按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的7%，將Mg2+濃度為15g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的工業(yè)用雙氧水混合，然后用濃度為2. 5mol/L的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合液的pH值為9,再在30°C、攪拌速度為300rpm的條件下反應(yīng)IOmin,最后陳化Ih,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液；
(2)以濃度為I.5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為70°C、攪拌速度為900rpm的條件下反應(yīng)I. 5h，然后陳化I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；
(3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在1100°C下煅燒lh，再用常溫水洗5次以除去其中的CaO，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂；
(4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到純度為98. 81%、水化率4. 7%、平均粒徑為3. 91Mm的硅鋼級氧化鎂。
權(quán)利要求
1.一種以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟 (1)按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的3 7%，將Mg2+濃度為10 25g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的雙氧水混合，然后調(diào)節(jié)混合液的pH值為5 9，再在30 70°C、攪拌速度為100 500rpm的條件下反應(yīng)10 50min,最后陳化O. 5 Ih,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液； (2)以濃度為I.5 2. 5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I I. 4倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為50 80°C、攪拌速度為500 IOOOrpm的條件下反應(yīng)O. 5 I. 5h，然后陳化O. 5 I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂； (3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在900 110(TC下煅燒I 3h，再用常溫水洗2 5次，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂； (4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到硅鋼級氧化鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，其特征在于所述優(yōu)選的制備方法為 (1)按雙氧水的體積占硫酸鎂廢液體積的4 6%，將Mg2+濃度為10 25g/L的硫酸鎂廢液和質(zhì)量濃度為30%的雙氧水混合，然后調(diào)節(jié)混合液的pH值為6 8，再在40 60°C、攪拌速度為300 500rpm的條件下反應(yīng)20 40min,最后陳化O. 5 Ih,再經(jīng)過濾,濾液即為硫酸鎂凈化液； (2)以濃度為2 2.5mol/L的碳酸銨溶液為沉淀劑，其用量按理論量的I I. 4倍加入步驟(I)所得到的硫酸鎂凈化液中，在溫度為60 80°C、攪拌速度為700 IOOOrpm的條件下反應(yīng)I I. 5h，然后陳化O. 5 I. 5h，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂； (3)將步驟(2)所得堿式碳酸鎂在950 110(TC下煅燒2 3h，再用常溫水洗3 5次，最后經(jīng)干燥即得到氧化鎂； (4)采用氣流磨對步驟(3)獲得的氧化鎂進行研磨，然后進行篩分，即得到硅鋼級氧化鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，其特征在于所述步驟(I)的硫酸鎂廢液為工業(yè)所產(chǎn)硫酸鎂廢液。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，其特征在于所述步驟(I)的雙氧水為工業(yè)用雙氧水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，其特征在于所述步驟(I)的調(diào)節(jié)混合液PH值是用濃度為I. 5 2. 5mol/L的碳酸鈉溶液進行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以硫酸鎂廢液為原料制備硅鋼級氧化鎂的方法，將硫酸鎂廢液和雙氧水混合，然后調(diào)節(jié)混合液的pH值，再攪拌、陳化，經(jīng)過濾，濾液即為硫酸鎂凈化液；以碳酸銨溶液為沉淀劑，加入硫酸鎂凈化液中攪拌、陳化，再經(jīng)過濾，濾餅進行干燥即得到堿式碳酸鎂；將堿式碳酸鎂煅燒，再用常溫水洗即得到氧化鎂；然后進行研磨和篩分，即得到硅鋼級氧化鎂。本發(fā)明以紅土鎳礦濕法冶煉過程中產(chǎn)生的硫酸鎂廢液為原料，用硫酸鎂廢液制備高附加值的硅鋼級氧化鎂，生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)的硅鋼級氧化鎂產(chǎn)品具有化學(xué)純度高、雜質(zhì)含量低、平均粒徑小的特點。得到的硅鋼級氧化鎂純度大于98%、水化率小于5%、平均粒徑小于5μm。
文檔編號C01F5/06GK102701240SQ201210142370
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者宋寧, 戴永年, 陳為亮, 馬力言 申請人:昆明理工大學(xué)