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《武汉理工大学》 2007年
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湖北省大悟县蛇纹石资源化利用的研究

王志荃  
【摘要】: 本文主要探讨了蛇纹石资源化利用的可行性技术经济方案。我国拥有丰富的蛇纹石矿产资源。在开采和利用蛇纹石的过程中将会产生大量的蛇纹石废弃物,称之为蛇纹石粉矿或尾矿,约占开采量的三分之一到三分之二。蛇纹石粉矿或尾矿作为采矿废弃物,既浪费了矿产资源,又堆积占用了大量的土地,不仅造成环境污染,更严重地破坏了自然生态、影响正常的生产秩序。蛇纹石通常也被作为开采天然石棉过程中的固体废弃物而丢弃,我国每年开采天然石棉的量己达20万吨,而石棉矿中矿石的含棉率为8%左右,其中90%以上蛇纹石都是作为石棉尾矿而丢弃,而目前尾矿的利用率仅占排放量的2%左右,因此蛇纹石作为废弃物的排放量巨大,而这些尾矿中含有细小的石棉纤维,废弃后长期暴露在自然条件下,将会弥漫在空气当中,对生态环境和人类的健康都造成严重的影响。目前我国蛇纹石的开发利用尚处于初级阶段,开发利用水平很低。大多数矿山主要是靠出售原块矿和简单加工的粗产品,价值极低为几十元一吨,效益很差。在提取有益组份并合成再生出新的工业高级制品这方面,日本、澳大利亚、美国己进入世界前列,我国仍处于试验阶段。 蛇纹石的有价元素是硅和镁其次还含有大量的铁、镍、镉等。蛇纹石提取有价元素的处理方法大致可分为两类:(1)焙烧一浸出法;(2)直接酸浸法,酸浸法中以用硫酸直接浸出的研究报道最多。但是,关于蛇纹石浸出过程的研究,主要集中在工艺方面,且存在着硫酸浸出过程速率较慢、氧化镁浸出率不高等不足。镁等金属离子的浸出率不高,会导致两个问题:首先,导致镁等金属离子的利用率不高;其次,酸浸渣组成不纯,必须经碱浸、调整、酸析、漂洗、烘干、灼烧才能制得白炭黑产品,因而影响了其应用性能,使硅利用的工艺流程较长。这些缺点导致原材料消耗量较大、经济效益不佳等不足。经过实验室研究,干法氧化镁的浸出率未超过4%;湿法硫酸的浸出率高于盐酸,在硫酸浓度为40%,硫酸与蛇纹石的液固比为4:1时,加入助浸剂HF(加入量为40%硫酸质量的1.2%-1.5%)后氧化镁的浸出率为98%以上。用氨水除杂以后,用碳铵联合沉镁。沉淀在温度为900℃下煅烧3小时后检测,氧化镁的含量为98%以上,其余指标符合国标GB9004—88。在氨水除杂过程中根据Fe~(3+)、Fe~(2+)、Al~(3+)、Cr~(3+)、Ni~(2+)等各自溶度积不同进行分离、除杂净化。其中铁以黄铁钒和氢氧化铁的形式回收利用,经GB/T 223.7-2002重铬酸钾滴定法滴定其铁含量分别为72.37%,62.0%己达到可综合利用的水平。镍以硫化镍的形式回收。其他微量元素固化后填埋处理。 目前,蛇纹石提取氧化镁工艺收益普遍不佳,硅粉不纯。本文中由于蛇纹石酸浸解理完全,浸出硅渣洗涤后经分析其品质已经达到白炭黑标准。高品质的无定形硅粉的制得为蛇纹石的资源化利用提供了可行的条件。 对于采用氟化物助浸所产生的氟化硅(SiF_4)气体环境问题,采用空心喷淋塔喷淋清水吸收方式处理。对清洗硅粉的部分废水可以用来做七水硫酸镁精制时的配制水。多余部分和其他各段产生的废水汇集。对各部汇合后的废水采用加次氯酸钠、石灰水、聚合氯化铝混凝剂混合沉淀,达标后排放。对清洗碱式碳酸镁的废水蒸发浓缩后氨气吸收回用,过滤后固体作为含镁肥料。 全流程根据技术经济论证后证明其可行,并实现了清洁生产,为蛇纹石资源化利用的产业化提供可行的方案。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TD985;X703.5

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【引证文献】
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【同被引文献】
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9 邢晨曦;污水的土地—植物处理系统技术研究[D];南京理工大学;2007年
10 张国强;黄金尾矿在水泥中的资源化利用研究[D];苏州大学;2009年
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