[發明專利]一種金屬鎂冶煉渣的處理方法

有效

• 申請號: 201310008204.5
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103030312A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 朱廣東;張衛星
• 申請（專利權）人: 朱廣東;張衛星
• 主分類號: C04B7/28
• 分類號: C04B7/28;C04B7/14;C01F5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鎂冶煉廢渣和工業廢棄資源化回收利用領域。主要涉及皮江法煉鎂固體廢渣和工業廢氣結合回收利用的方法。

背景技術

在皮江法金屬鎂冶煉過程中，每生產一噸金屬鎂排出１－1.5噸煤氣爐渣，0.2-0.35噸左右精煉渣，7-8噸還原渣。這些渣中，煤氣爐渣主要為二氧化硅和三氧化二鋁，還有少量氧化鐵和碳渣；精煉渣中主要含有較多的水溶性氯化物，如氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉和氯化鋇，還有氧化鎂及15-20％的氟化鈣；還原渣中主要含有氧化鈣、二氧化硅、氧化鐵和氟化鈣，還有未反應的氧化鎂。這些渣有單獨排放的，也有混合排放的，這些渣中的氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵和氟化鈣都是水泥生產的主要成分，其中的含量基本符合或接近水泥生產配料中的硅鈣比、硅鋁比等幾個主要配料參數，完全可以成為水泥生產中的石灰石、粘土、鐵礦粉和螢石等化石原料的替代品。但是由于皮江法煉鎂精煉渣中含有水溶性氯化物和氧化鎂，另外還原渣中殘余的氧化鎂均為水泥生產的有害物質，為其生產中需要嚴格控制的指標。

附表一、煤氣爐渣成分

附表二、精煉渣成分

附表三、還原渣成分

對于以上金屬鎂冶煉渣處理目前有以下幾種方法：

對于煤氣爐爐渣目前主要用作粘土磚和水泥生產的原料。

對于精煉渣，利用廢硫酸處理含有水溶性氯化物的渣，提取硫酸鎂和制取鎂冶煉熔劑。但其體系復雜，氯化物和硫酸根分離困難，還有可能生成氫氟酸和氟化鎂等復雜物質，具體操作比較困難。目前尚未利用，都被無規則排放，嚴重污染環境和地下水。

對于還原渣單獨利用目前有以下幾種方法：

1、用作鎂渣水泥生產

該方法工藝簡單、投資省，但是由于還原渣中氧化鎂含量超過硅酸鹽水泥生產標準，渣中的氧化鎂和二氧化硅產生容易轉晶的硅酸鎂，造成混凝土后期強度低，安全性差。另外由于鎂還原過程中原料加工細度偏低，造成接觸不充分、轉化率低，游離氧化鎂和氧化鈣偏高，還原焙燒溫度達到1200℃以上，造成氧化鈣、氧化鎂過燒，水化性變差，水化時間延長至數天，水泥產品成型養護期間，這部分游離氧化鈣、氧化鎂發生水化、產生潰散，造成混凝土安定性差。因此，水泥產品質量差，銷路不暢，企業效益不佳。

2、制作蒸養磚

同樣由于渣的特性，所制成的蒸養渣磚容易開裂和抗凍性變差，難以推向市場。

3、用作碳化磚砌塊生產。見朱廣東2005年1月26日ZL02135468.5《皮江法煉鎂渣制磚制備方法》。該法主要利用渣中游離氧化鈣和氧化鎂與鎂生產煙氣在一定濕度下進行碳化固化定型原理制成磚或砌塊，該產品因碳化又成為碳酸巖產品，密度較大，單磚質量過重，也難以推向市場。

4、用作低標號砌筑水泥

本方法工藝簡單、投資省，但產品銷售半徑小，價值低，也無法廣泛推廣。

5、用于酸性土壤改良劑

由于含有堿性氧化鈣和氧化鎂，可作為酸性土壤改良劑。由于我國酸性土壤主要分布在江南地區，而金屬鎂廠主要分布在山西、陜西、內蒙、寧夏、新疆等地，運輸距離過遠，也沒有推廣使用。

由于金屬鎂廠冶煉渣目前沒有有效的大量利用，只能就地堆放、填埋、填溝等，占用大量土地，造成環境嚴重污染、土壤堿化，大氣粉塵嚴重超標。同時由于金屬鎂冶煉和其他如合成氨生產、生物發酵及其他化工、冶金行業又排放出大量的二氧化碳氣體，對大氣造成嚴重污染。

發明內容

針對上述存在的問題，我們尋求一種能夠把金屬鎂冶煉廢渣和工業廢氣能夠結合在一起進行綜合處理，并能達到廢物的資源化回收和循環利用，化害為利，造福人民。

為此目的，我們提出一種利用熱水浸提出渣中水溶性氯化物，再用工業廢氣中的二氧化碳和水在高壓條件下生成碳酸，浸取渣中不溶的氧化鎂，使其生成水溶隆的重碳酸鹽，從渣中分離出來，從而除去渣中的氧化鎂。除去水溶性氯化物和水不溶性氧化鎂的冶煉渣再和鎂生產過程中煤氣爐爐渣(含有大量二氧化硅和氧化鋁及氧化鐵)混合一起用于水泥生產。我們選擇最經濟的提取工藝，其工藝流程如下：

一種金屬鎂冶煉渣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)粉碎：取金屬鎂精煉渣粉碎至10-30目；

(2)熱水浸取：將粉碎至10-30目的渣加入浸取槽中，加入渣體積4-5倍的75℃以上的熱水進行攪拌溶浸，攪拌槳轉速2-30轉/Min，浸取時間1-2小時，得浸取混合液；

(3)過濾：將浸取后的浸取混合液過濾得過濾渣；