[發明專利]一種礦物和/或固廢中二氧化硅的脫除方法

有效

• 申請號: 201810730877.4
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN110681667B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 馬淑花;劉春力;王曉輝;鄭詩禮;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B09B3/40
• 分類號: B09B3/40;B09B3/80
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種礦物和/或固廢中二氧化硅的脫除方法，所述方法包括：焙燒含氟添加劑與礦物和/或固廢的混合物，含氟添加劑與礦物和/或固廢中的二氧化硅反應，得到焙燒產物；其中，所述礦物和/或固廢中的二氧化硅是指礦物和/或固廢中的晶態二氧化硅和/或非晶態二氧化硅。所述方法工藝簡單，適應性強，二氧化硅的去除率高，副產物通過簡單的方法即可脫除，焙燒產物經后處理能夠使有價元素或礦物富集，極大地促進工業應用。

技術領域

本發明屬于廢棄物資源化利用技術領域，涉及一種礦物和/或固廢中二氧化硅的脫除方法。

背景技術

目前，低品位礦石或固廢(含金、銀、鋁、鐵、鋅、鉛、銅、錫、釩、鈦等金屬的礦石、尾礦或冶煉廢渣以及高嶺土、粉煤灰、煤矸石)中的有價組分含量低且分散，有價元素需經過冗長的過程才能被提取。因提取利用價值低，大量的低品位礦石或固廢被堆存或排放，對環境和人體造成嚴重危害，迫切需要開發出可高效利用低品位礦石或固廢的方法。值得注意的是，低品位礦石或固廢中含有大量的晶態/非晶態二氧化硅，若能通過簡單有效方法將低品位礦石或固廢中的二氧化硅脫除，使有價組分得到富集，將會解決低品位礦石或固廢的資源化利用難題。

以粉煤灰為例，粉煤灰是一種燃煤高溫燃燒后的固體廢棄物，目前已成為我國工業固廢物的最大單一污染源，大量粉煤灰的排放和堆存對環境和人體危害嚴重。在我國的內蒙古中西部和山西北部等煤電區域發現了氧化鋁含量高達50％粉煤灰，相當于中等品位的鋁土礦中的氧化鋁含量。然而，該粉煤灰中二氧化硅含量也達到40％，鋁硅比低，不能作為拜耳法提取氧化鋁的原料。因而若能將粉煤灰中的二氧化硅去除，不僅能得到高鋁硅比的富鋁資源，而且能夠解決粉煤灰資源化利用難題。

目前，科研人員已對粉煤灰中晶態和非晶態二氧化硅脫除進行了大量的研究，脫除方式通常采用堿溶液浸出或酸堿聯合浸出方式。如CN103274419A公開了一種高鋁粉煤灰中非晶態二氧化硅的脫除方法，提出先將高鋁粉煤灰以質量比為1:3放入循環母液中，循環母液中氫氧化鈉濃度為110～140g/L，在反應溫度為40～50℃，反應時間為20～24h的條件下進行脫硅預處理。然后提高溫度至90～95℃，反應4h后分離得到脫硅粉煤灰。CN104591196A公開了一種粉煤灰堿溶預脫硅的強化方法，該方法先將粉煤灰氫氧化鈉溶液和添加劑按照合適的比例在反應釜中低壓進行反應，然后液固分離，得到硅酸鈉溶液和脫硅渣。盡管這些方法能取得一定的脫硅效果，但二氧化硅脫除效率低，且會有沸石副產物生成，縮小了產物的應用范圍。盡管這些方法能取得一定的效果，但二氧化硅脫除效率低，鋁硅比僅能提高到2.1左右。

如何研發一種工藝簡單的且能高效脫除晶態和非晶態二氧化硅的方法，是目前粉煤灰資源化利用迫切需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種礦物和/或固廢中二氧化硅的脫除方法，所述方法工藝簡單，適應性強，二氧化硅的去除率高，經過簡單的后處理還能夠得到有價組分含量高的產物，進而能夠用于有價組分的提取。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種礦物和/或固廢中二氧化硅的脫除方法，所述方法包括：焙燒含氟添加劑與礦物和/或固廢的混合物，含氟添加劑與礦物和/或固廢中的二氧化硅反應，得到焙燒產物；

其中，所述礦物和/或固廢中的二氧化硅是指礦物和/或固廢中的晶態二氧化硅和/或非晶態二氧化硅。

所述方法將礦物和/或固廢與含氟添加劑進行焙燒，含氟添加劑作為活化介質，能夠充分與晶態和非晶態二氧化硅反應，得到含有含氟硅副產物——含氟硅酸鹽和/或氣態氟化硅，含氟硅酸鹽可溶于水，氣態氟化硅為氣體，莫來石不溶于水，經過簡單的后處理(浸出或氣固分離)即可將含氟硅副產物去除，得到硅含量顯著降低而有價組分充分富集的固體產物，工藝簡單，適應性強。