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              取之于精煉鎂廢固渣而用之于鎂的方法與流程

              780   編輯:中冶有色技術網   來源:張偉  
              2023-11-03 15:25:12
              一種取之于精煉鎂廢固渣而用之于鎂的方法與流程

              1.本發明屬于工業制造技術和環境保護資源綜合利用領域,是一種從精煉鎂及鎂合金廢固渣干選提粗鎂粒,水溶解剩余物的母液制熔劑,過濾固渣再制金屬鎂的方法。

              背景技術:

              2.國內外金屬鎂及鎂合金不僅廣泛應用于航空航天、軍事、交通(包括汽車、飛機、摩托車、自行車工業等) 等領域,而且隨著電子技術日趨精密化,還將進一步應用到電子技術、光學器材等精密機械領域。我國的鎂資源儲量及產量,居世界首位;產量占全球2/3以上。鎂及鎂合金建成產能突破百萬噸,其中,主要分布在陜西60萬t/年,山西20萬t/年,寧夏20萬t/年。鎂業的迅速崛起對整體提高國民經濟水平有著至關重要的意義。生產利用的同時,也產生了巨大的環境負擔。我國目前的部分金屬鎂產業仍存在技術水平低、污染高、耗能高的缺點。而每生產一噸鎂,就產生精煉廢渣約200kg~300kg,全國每年所排放的煉鎂廢渣合計在20萬噸以上。目前這些精煉廢渣大多數企業無法回收利用,普遍排放到偏僻地方。隨時間推移,一方面,這些廢渣經過風化形成粉塵,到處飄落污染環境。另一方面,這些廢渣含有大量堿性物質,若在雨水的帶動作用下,便可被水溶解帶走,致使周圍土壤堿化,地下水源污染。輕則由于鈣鎂離子的增加使地下水源變為硬水;重則廢渣中含有極易溶于水的氯化鋇形成劇毒污染。有些企業耗巨資建造了無滲漏廢固排放場[1],但無法保證這些廢料在不斷累積與地質運動后不會滲漏。終究給后人埋下隱患,未能一勞永逸地徹底解決其污染源問題。該問題不能解決最終會制約鎂產業的發展。故此,有效利用煉鎂廢固渣杜絕二次排放,就顯得十分重要?,F處理精煉鎂渣的方法基本有以下兩種:1、加大熔劑用量再進行精煉提取金屬鎂,導致既增加耗能,又繼續產生含劇毒廢渣。

              [0003]

              2、用稀鹽酸溶解精煉鎂渣制光鹵石和氯化鎂[2],此工藝需耗大量鹽酸和碳酸鈉,反而將很高價值的鎂粒生成低價值的氯化鎂,且仍會二次產生廢渣。

              [0004]

              這兩種方法既增加耗能,又浪費資源,還不能徹底消滅廢渣。我國現在生產熔劑的唯一方法是用我國青海省格爾木地區的察爾汗鹽湖中獨有的的含水光鹵石原料脫水制作。含水光鹵石原料極為可貴,主要用作鉀肥原料,其次可以作為電解金屬鎂原料。為此必須研發出一種兩全其美的方法,既達到節約能源、徹底分解綜合利用資源、保護環境,又能生產出優質的產品。

              技術實現要素:

              [0005]

              為了解決增加耗能、浪費資源、再產廢渣的問題,達到保護環境、資源徹底綜合利用,給鎂業的可持續發展打下基礎,提供優質的產品,我們研發出以下制造方法:1、收集金屬鎂及鎂合金廠廢棄的精煉鎂渣,通過破碎(粒徑&lt;5mm)、篩選、制粉、風選分離出15~2.5%的粗鎂粒。該產品通過精煉就可提純金屬鎂。即生產金屬鎂的半成品原料。

              [0006]

              2、剩余物,如表1所示,加適量不含so

              42-

              的水、攪拌、溶解(mgcl2、kcl、bacl2、cac12、nac1均溶于水,而mgo等不溶于水)使溶液為飽和狀態,過濾,將母液蒸發、濃縮、冷卻、結晶、離心脫水提取出含水光鹵石,標準如表2所示。過濾后的固渣主要成分為氧化鎂。母液蒸發產生的水蒸氣冷卻回收再利用。

              [0007]

              表1:剩余精煉鎂渣組成表成分mgcl



              kclbac12nac1mgo含量(%)53.030.01.56.05.28成分cac12caf2粉塵fe

              2+

              +cu

              2+

              mn

              2+

              含量(%)3.00.50.50.20.02表2:含水光鹵石成分表3、含水光鹵石經過化驗按能產出達到表3所示鋇熔劑標準的比例加入純度95%以上的mgcl2、kcl、bacl2,用含鎳不銹鋼鍋加熱至750℃左右,待徹底脫水熔融后,讓熔液自然冷卻至30℃~50℃,再經破碎,制得脫水光鹵石又稱熔劑成品,指標要調整到表3所示的鋇熔劑標準。如不加純mgcl2、kcl、bacl2可制出如表4所示的產品。該產品是生產金屬鎂及鎂合金的必備熔劑,每生產一噸金屬鎂至少用120公斤鋇熔劑。

              [0008]

              表3:鋇熔劑參考標準表指標名稱指標指標名稱指標mgcl



              含量(%)38~46水不溶物、灰分含量(%)≤o.5kcl含量(%)32~40灼燒失量(%)≤2.0mgo含量(%)≤1.5氯化鈉、氯化鈣總含量(%)≤8.0bac12含量(%)5.0~8.0

              ??

              表4:自然脫水產品指標表指標名稱指標指標名稱指標mgcl



              含量(%)47~54水不溶物、灰分含量(%)≤o.5kcl含量(%)30~42灼燒失量(%)≤1.5bac12含量(%)1~3氯化鈉、氯化鈣總含量(%)≤8.0mgo含量(%)≤1.5

              ??

              4、在脫水、熔融過程中產生的氯化氫氣體和水蒸氣經過吸收冷凝生成稀鹽酸接收到玻璃鋼器皿中,再加入適量上述主要成分為氧化鎂的過濾后固渣,制出mgcl2。該產品又是生產熔劑的原料,再重復生產熔劑。

              [0009]

              5、過濾下的固渣再次徹底清洗,達到渣中不留可溶性鹽,二次過濾,將不飽和母液返回溶解工序中重復使用,濾后固渣烘干,含氧化鎂80%以上,制的生產金屬鎂的極品原料。在此稱之為氧化鎂原料。

              [0010]

              國內煉鎂產業中應用最為廣泛的皮江法煉鎂,且最具代表性的硅熱法煉鎂工藝,

              是將白云石煅燒(mgco3caco3= mgo

              ?

              cao+2co2↑

              )生成氧化鎂和氧化鈣,然后經研磨與硅鐵粉(w(si)=75%)和螢石粉(w(caf)=95%)混合制球(制球壓力為9.8~29.4mpa),送入耐熱鋼還原罐內,在l190~l210℃及1.33~10pa真空條件下,還原成粗鎂,反應過程是: 2(mgocao) si=2mg

              ↑?

              2caosio2,經過熔劑精煉,產出金屬鎂。一般煅燒出的白云石組份為cao 32.50%;mgo 20.58%;fe2o32.18%;sio

              2 0.96%;燒失量(co2)43.78%.所以在采取硅熱皮江法煉鎂工藝生產金屬鎂的過程中,混合制球階段前按一定的配比比例加入上述氧化鎂原料即可。每添加1噸該原料,可代替使用用4噸白云石,相應減少煅燒4噸白云石的二氧化碳排放量。并且還可減少大量硅鐵的用量。突出地降低了原料成本。

              [0011]

              在上述處理金屬鎂及鎂合金精煉廢固渣的整個過程中,所再次產生的氣體、液體、固體全部綜合利用到生產鎂中。

              [0012]

              參考文獻[1]劉峰.鎂鹽/礦化垃圾改性對污水污泥產氣性能的影響[j].四川環境,2013,32(04):28

              ?

              32.[2]《海湖鹽與化工》2006年第1期。

              技術特征:

              1. 一種取之于精煉鎂廢固渣而用之于鎂的方法, 其特征是以精煉鎂及鎂合金廢固渣為原料,經過如下加工工藝制備而成:(1)、將精煉鎂渣破碎,粒徑&lt;5mm、篩選、制粉、風選分離出15~2.5%的粗鎂粒;(2)、剩余物加適量不含so

              42-

              的水攪拌、溶解,使溶液為飽和狀態、過濾,將母液蒸發、濃縮、冷卻、結晶、離心脫水提取出含水光鹵石;(3)、含水光鹵石經過化驗按能產出達到表1所示鋇熔劑標準的比例加入純度95%以上的mgcl



              、kcl、bacl



              ,用鉗鍋加熱至750℃左右,待徹底脫水熔融后,讓熔液自然冷卻至30℃~50℃,再經破碎,制得脫水光鹵石,又稱熔劑成品,指標要調整到表1所示鋇熔劑標準,如不加純mgcl



              、kcl、bacl



              可制出如表2所示的產品;表1:鋇熔劑參考標準表指標名稱指標指標名稱指標mgcl



              含量(%)38~46水不溶物、灰分含量(%)≤o.5kcl含量(%)32~40灼燒失量(%)≤2.0mgo含量(%)≤1.5氯化鈉、氯化鈣總含量(%)≤8.0bacl2含量(%)5.0~8.0表2:自然脫水產品指標表指標名稱指標指標名稱指標mgcl



              含量(%)47~54水不溶物、灰分含量(%)≤o.5kcl含量(%)30~42灼燒失量(%)≤1.5bac12含量(%)1~3氯化鈉、氯化鈣總含量(%)≤8.0mgo含量(%)≤1.5(4)、在脫水、熔融過程中產生的氯化氫氣體和水蒸氣經過吸收冷凝生成稀鹽酸接收到玻璃鋼器皿中,再加入適量適量主要成分為氧化鎂的過濾后固渣,制出mgcl



              ,該產品又是生產熔劑的原料,再重復生產熔劑;(5)、過濾下的固渣再次徹底清洗,達到渣中不留可溶性鹽,二次過濾,將不飽和母液返回溶解工序中重復使用,濾后固渣烘干,含氧化鎂80%以上,制的生產金屬鎂原料。

              技術總結

              本發明一種取之于精煉鎂廢固渣而用之于鎂的方法屬于工業制造技術和環境保護資源綜合利用領域,是一種從精煉鎂及合金廢固渣干選提粗鎂粒,水溶解剩余物的母液制熔劑,過濾固渣再制金屬鎂的方法。此方法既能解決增加耗能、浪費資源、不能徹底消滅含劇毒廢渣的問題;又能達到資源綜合利用保護環境,還能生產出高附加值金屬鎂和熔劑產品,為鎂業的可持續發展打下基礎。破碎精煉鎂渣,篩選、風選出粗鎂粒??勺髦奇V原料。剩余物溶解、過濾,母液蒸發、濃縮、脫水、熔融、冷卻、破碎,制得生產金屬鎂及鎂合金熔劑。過濾下的固渣烘干,含氧化鎂80%以上,制的生產金屬鎂的極品原料。制的生產金屬鎂的極品原料。

              技術研發人員:張偉 張嘉洋

              受保護的技術使用者:張偉

              技術研發日:2021.09.17

              技術公布日:2021/12/3
              聲明:
              “取之于精煉鎂廢固渣而用之于鎂的方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
              我是此專利(論文)的發明人(作者)
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