一种石棉尾矿低成本综合利用方法
阅读说明：本技术 一种石棉尾矿低成本综合利用方法 (Low-cost comprehensive utilization method of asbestos tailings ) 是由 陈居玲 张付洞 夏娇彬 肖建楠 于 2020-09-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石棉尾矿低成本综合利用方法,包括如下步骤：将石棉尾矿粉碎后送酸碱联合浸出工序,经浸出、过滤后收得酸浸出液、碱浸出液和浸出残渣；收得的酸浸出液含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸镍,用于分离、生产碱式碳酸镁、氧化铁颜料、磁性氧化铁和镍精矿；收得的碱浸出液主要成份为硅酸钠,即水玻璃,用于生产高分散性白炭黑；收得的浸出残渣主要成份为二氧化硅和磁铁矿。本发明综合利用过程中无废渣、废水、废气排放,实现了石棉尾矿综合利用的洁净化、无害化,不仅适用于对石棉尾矿的综合利用,而且也同样适用于其它矿物如:蛇纹石矿、红土镍矿、镁橄榄石矿、煤矸石、含钒石煤的综合利用。(The invention discloses a low-cost comprehensive utilization method of asbestos tailings, which comprises the following steps: crushing asbestos tailings, sending the crushed asbestos tailings to an acid-base combined leaching process, and leaching and filtering the crushed asbestos tailings to obtain acid leaching liquid, alkali leaching liquid and leaching residues; the obtained acid leaching solution contains magnesium sulfate, ferric sulfate, ferrous sulfate and nickel sulfate and is used for separating and producing basic magnesium carbonate, iron oxide pigment, magnetic iron oxide and nickel concentrate; the main component of the obtained alkali leaching solution is sodium silicate, namely water glass, which is used for producing the high-dispersity white carbon black; the main components of the obtained leaching residue are silicon dioxide and magnetite. The invention has no waste residue, waste water and waste gas discharge in the comprehensive utilization process, realizes the cleaning and harmless comprehensive utilization of the asbestos tailings, is not only suitable for the comprehensive utilization of the asbestos tailings, but also is also suitable for the comprehensive utilization of other minerals such as serpentine ore, laterite-nickel ore, forsterite ore, coal gangue and vanadium-containing stone coal.)
技术领域
本发明属于尾矿综合利用及湿法冶金技术领域，具体涉及一种石棉尾矿低成本综合利用方法。
背景技术
石棉尾矿是在石棉采选过程中产生的一种危险固体废弃物，属硅酸盐类矿物，石棉尾矿中除含有少量石棉外，主要由蛇纹石、磁铁矿等构成，主要化学组成为SiO2、MgO，同时还含有少量的Fe2O3、Al2O3、CaO、NiO、TiO2等，采用先进的生产工艺，对石棉尾矿进行资源化综合利用，对矿区社会、经济的可持续发展及环境保护，都是十分必要的，分离提取石棉尾矿中的硅、镁、铁、镍、铝等有价元素并制备相应的化合物，是对石棉尾矿进行资源化利用的重要途径，但此类利用方法存在着原材料消耗量大，生产成本高等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种在对石棉尾矿进行酸碱联合浸出，分离其中的硅、镁、铁、镍等元素，并制得高分散性轮胎用白炭黑、氧化镁、氧化铁（颜料氧化铁或磁性氧化铁）、镍精矿的同时，实现了石棉尾矿分解所用碱溶剂、碳酸镁生产所用沉淀剂和氧化铁生产所用中和剂的系统内循环使用，达到了消除污染、降低成本目的的石棉尾矿低成本综合利用方法。
为了达到上述设计目的，本发明所采用的技术方案是：一种石棉尾矿低成本综合利用方法，包括如下步骤：
1、将石棉尾矿粉碎后送酸碱联合浸出工序，经浸出、过滤后收得酸浸出液、碱浸出液和浸出残渣；收得的酸浸出液含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸镍，用于分离、生产碱式碳酸镁、氧化铁颜料、磁性氧化铁和镍精矿；收得的碱浸出液主要成份为硅酸钠，即水玻璃，用于生产高分散性白炭黑；收得的浸出残渣主要成份为二氧化硅和磁铁矿，经磁选分离出铁精粉后返回酸浸工序用于循环分解，经上述，实现了碱式碳酸镁、氧化铁颜料或磁性氧化铁、白炭黑母液的综合利用，消除了由废水产生与排放对环境造成的污染，实现了主要生产原料镁沉淀剂、铁中和剂和石棉尾矿碱浸剂的系统内循环使用；
2、沉淀剂的循环利用方法为以下步骤：步骤一：碱式碳酸镁生产所产碱式碳酸镁母液主要成份为硫酸铵，将其送碳酸镁母液综合利用工序，与氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、苦土粉任意一种混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙与硫酸镁的同时，挥发出氨，采用冷凝吸收或水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水；步骤二：将石灰石送石灰窑煅烧，生成氧化钙，并挥发出窑气，将窑气除尘、冷却、净化后得二氧化碳气体，将二氧化碳气体压缩后送碳化塔，在碳化塔中与步骤一所得氨水接触，控制工艺条件，分别制得碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液与碳化氨水，将所得碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液与碳化氨水送碱式碳酸镁制备工序，循环用作镁沉淀剂；
3、氧化铁颜料与磁性氧化铁在生产时所采用的中和剂为氨水，其中和剂的循环利用方法为：氧化铁颜料与磁性氧化铁生产过程所产氧化铁颜料与磁性氧化铁母液主要成份为硫酸铵，将其送氧化铁颜料与磁性氧化铁母液综合利用工序，与氧化钙、氢氧化钙、氧化镁和苦土粉任意一种混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙与硫酸镁的同时，挥发出氨，采用冷凝吸收或水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水，所得的氨水返回氧化铁颜料与磁性氧化铁生产工序中循环用作中和剂；
4、石棉尾矿碱浸所用的碱浸剂为氢氧化钠，其碱浸剂的循环利用方法为以下步骤：步骤一、采用碳沉析法生产高分散性白炭黑，以二氧化碳为沉淀剂，经沉淀、陈化、分离、漂洗和干燥造粒后包装制得高分散白炭黑产品；步骤二、高分散性白炭黑生产工序所产白炭黑母液主要成份为碳酸钠，送白炭黑母液综合利用工序，与氧化钙或氢氧化钙混合并进行苛化反应，经分离、洗涤、干燥后收得工业轻质碳酸钙和氢氧化钠溶液，所得氢氧化钠溶液经浓度调整后返回酸碱联合浸出工序之碱浸工序循环用作碱浸剂。
所述磁选分离采用干、湿法的任意一种。
所述碱式碳酸镁制备时所需的沉淀剂为碳酸铵、碳酸氢铵、碳化氨水中的任意一种和两种以上组合。
本发明有益效果： 在对石棉尾矿进行全元素综合利用整个过程中，实现了石棉尾矿分解所用碱浸剂、碳酸镁生产所用沉淀剂、氧化铁颜料或磁性氧化铁生产所用中和剂、高分散白炭黑生产所用沉淀剂的系统内循环使用，大大减少了石棉尾矿生产过程中原料的采、运量，降低了石棉尾矿生产的成本，实现了石棉尾矿的低成本利用，该方法规避了因原料价格波动给项目建设造成的风险，解决了偏远地区、矿区建设石棉尾矿综合利用项目的原料采购与运输难题。本发明综合利用过程中无废渣、废水、废气排放，实现了石棉尾矿综合利用的洁净化、无害化，不仅适用于对石棉尾矿的综合利用，而且也同样适用于其它矿物如:蛇纹石矿、红土镍矿、镁橄榄石矿、煤矸石、含钒石煤的综合利用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细描述。一种石棉尾矿低成本综合利用方法，包括如下步骤：
1、将石棉尾矿粉碎后送酸碱联合浸出工序，经浸出、过滤后收得酸浸出液、碱浸出液和浸出残渣；收得的酸浸出液含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸镍，用于分离、生产碱式碳酸镁、氧化铁颜料、磁性氧化铁和镍精矿；收得的碱浸出液主要成份为硅酸钠，即水玻璃，用于生产高分散性白炭黑；收得的浸出残渣主要成份为二氧化硅和磁铁矿，经磁选分离出铁精粉后返回酸浸工序用于循环分解，经上述，实现了碱式碳酸镁、氧化铁颜料或磁性氧化铁、白炭黑母液的综合利用，消除了由废水产生与排放对环境造成的污染，实现了主要生产原料镁沉淀剂、铁中和剂和石棉尾矿碱浸剂的系统内循环使用；
2、沉淀剂的循环利用方法为以下步骤：步骤一：碱式碳酸镁生产所产碱式碳酸镁母液主要成份为硫酸铵，将其送碳酸镁母液综合利用工序，与氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、苦土粉任意一种混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙与硫酸镁的同时，挥发出氨，采用冷凝吸收或水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水；步骤二：将石灰石送石灰窑煅烧，生成氧化钙，并挥发出窑气，将窑气除尘、冷却、净化后得二氧化碳气体，将二氧化碳气体压缩后送碳化塔，在碳化塔中与步骤一所得氨水接触，控制工艺条件，分别制得碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液与碳化氨水，将所得碳酸铵溶液、碳酸氢铵溶液与碳化氨水送碱式碳酸镁制备工序，循环用作镁沉淀剂；
3、氧化铁颜料与磁性氧化铁在生产时所采用的中和剂为氨水，其中和剂的循环利用方法为：氧化铁颜料与磁性氧化铁生产过程所产氧化铁颜料与磁性氧化铁母液主要成份为硫酸铵，将其送氧化铁颜料与磁性氧化铁母液综合利用工序，与氧化钙、氢氧化钙、氧化镁和苦土粉任意一种混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙与硫酸镁的同时，挥发出氨，采用冷凝吸收或水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水，所得的氨水返回氧化铁颜料与磁性氧化铁生产工序中循环用作中和剂；
4、石棉尾矿碱浸所用的碱浸剂为氢氧化钠，其碱浸剂的循环利用方法为以下步骤：步骤一、采用碳沉析法生产高分散性白炭黑，以二氧化碳为沉淀剂，经沉淀、陈化、分离、漂洗和干燥造粒后包装制得高分散白炭黑产品；步骤二、高分散性白炭黑生产工序所产白炭黑母液主要成份为碳酸钠，送白炭黑母液综合利用工序，与氧化钙或氢氧化钙混合并进行苛化反应，经分离、洗涤、干燥后收得工业轻质碳酸钙和氢氧化钠溶液，所得氢氧化钠溶液经浓度调整后返回酸碱联合浸出工序之碱浸工序循环用作碱浸剂。
所述磁选分离采用干、湿法的任意一种。
所述碱式碳酸镁制备时所需的沉淀剂为碳酸铵、碳酸氢铵、碳化氨水中的任意一种和两种以上组合。
实施例1：
（1）将1000kg石棉尾矿粉碎后送酸碱联合浸出工序，经浸出、过滤收得酸浸出液2800kg、碱浸出液2300kg和浸出残渣50kg，所得酸浸出液含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸镍，用于分离生产碱式碳酸镁、氧化铁颜料和镍精矿，所得碱浸出液主要成份为硅酸钠，即水玻璃，用于生产高分散性白炭黑，所得浸出残渣主要成份为二氧化硅、磁铁矿，经湿法磁选分离出25kg铁精粉后返回酸浸工序用于循环分解；
（2）碱式碳酸镁生产所采用的沉淀剂为2300kg碳酸铵溶液，由对碱式碳酸镁母液的综合利用产生，并循环利用；
碳酸镁母液综合利用工序，将4700kg碳酸镁母液与700kg氧化钙混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙的同时，挥发出氨，采用冷凝吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水1900kg，将1400kg石灰石送石灰窑煅烧，生成氧化钙，并挥发出窑气，将窑气除尘、冷却、净化后得二氧化碳气体500kg，将所述二氧化碳气体压缩后送碳化塔，在碳化塔中氨水接触，控制工艺条件，制得碳酸铵溶液2300kg，送碱式碳酸镁制备工序，循环用作镁沉淀剂；
（3）氧化铁颜料生产所采用的工艺为氨中和法，所使用的650kg氨由对氧化铁颜料母液的综合利用产生，并循环利用；
在氧化铁颜料母液综合利用工序，将1500kg氧化铁颜料母液与110kg氢氧化钙混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙的同时，挥发出氨，采用水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水650kg，所得氨水返回氧化铁颜料生产工序循环用作中和剂；
（4）石棉尾矿碱浸所用碱浸剂为150kg氢氧化钠，由对高分散性白炭黑母液的综合利用产生，并循环利用；
高分散性白炭黑生产采用碳沉析法工艺，以二氧化碳为沉淀剂，经沉淀、陈化、分离、漂洗、干燥造粒、包装制得高分散白炭黑产品，将2600kg高分散性白炭黑母液送白炭黑母液综合利用工序，与130kg氧化钙混合并进行苛化反应，经分离、洗涤、干燥收得工业轻质碳酸钙210kg和氢氧化钠溶液2550kg（含氢氧化钠150kg），所得氢氧化钠溶液经浓度调整后返回酸碱联合浸出工序之碱浸工序循环用作碱浸剂。
实施例2：
（1）将500kg蛇纹石矿粉碎后送酸碱联合浸出工序，经浸出、过滤收得1000kg酸浸出液、碱浸出液930kg和浸出残渣30kg，所得酸浸出液含有硫酸镁、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸镍，用于分离、生产碱式碳酸镁、磁性氧化铁、镍精矿。所得碱浸出液主要成份为硅酸钠，即水玻璃，用于生产高分散性白炭黑，所得浸出残渣主要成份为二氧化硅、磁铁矿，采用干法工艺进行磁选，得铁精粉10kg，选铁后残渣返回酸碱联合浸出工序之酸浸工序循环分解；
（2）碱式碳酸镁生产所采用的沉淀剂为碳化氨水，用量为1400kg，沉淀剂由对碱式碳酸镁母液的综合利用产生，并循环利用；
将2200kg碱式碳酸镁母液其送碳酸镁母液综合利用工序，与苦土粉混合并进行铵解反应，在生成硫酸镁的同时，挥发出氨，采用水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水，将石灰石送石灰窑煅烧，生成氧化钙，并挥发出窑气，将窑气除尘、冷却、净化后得二氧化碳气体，压缩后送碳化塔，在碳化塔中氨水接触，控制工艺条件，制得碳化氨水1400kg，将所得碳化氨水送碱式碳酸镁制备工序，循环用作镁沉淀剂；
（3）磁性氧化铁生产所采用的工艺为氨中和法，所使用的中和剂氨由对磁性氧化铁母液的综合利用产生，并循环利用，用量为360kg；
将800kg磁性氧化铁母液送磁性氧化铁母液综合利用工序，与85kg氧化钙混合并进行铵解反应，在生成二水硫酸钙同时，挥发出氨，采用水吸收的方法吸收所挥发出的氨，制得氨水360kg，所得氨水返回磁性氧化铁生产工序循环用作中和剂；
（4）石棉尾矿碱浸所用碱浸剂为氢氧化钠，用量为70kg，由对高分散性白炭黑母液的综合利用产生，并循环利用；
高分散性白炭黑生产采用碳沉析法工艺，以二氧化碳为沉淀剂，经沉淀、陈化、分离、漂洗、干燥造粒、包装制得高分散白炭黑产品，将1400kg高分散性白炭黑母液送白炭黑母液综合利用工序，与100kg氢氧化钙混合并进行苛化反应，经分离、洗涤、干燥收得工业轻质碳酸钙120kg和氢氧化钠溶液1350kg（含氢氧化钠70kg），所得氢氧化钠溶液经浓度调整后返回酸碱联合浸出工序之碱浸工序循环用作碱浸剂。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种稀有金属掺杂氧化锌铝粉体及其制备方法