[發明專利]一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法

有效

• 申請號: 201911285365.2
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111072071B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 潘愛芳;馬昱昭;馬潤勇;胡神濤;孫悅;暢捷;李奎夢;史國義
• 申請（專利權）人: 潘愛芳
• 主分類號: C01G49/14
• 分類號: C01G49/14;C01B33/14;C02F1/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明公開了一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，該方法包括將鐵尾礦、碳酸鈉和催化劑混合、研磨后，通過煅燒、水溶分離、循環溶出、碳化分解、酸溶分離、循環酸浸、硅膠提純、酸浸循環濾液濃縮除鹽、聚合等工藝步驟，可以將鐵尾礦中90％以上的鋁、硅、鐵有效活化，并將其轉化為硅膠、聚合硫酸鋁鐵凈水劑等高附加值產品，實現鐵尾礦的高效資源化利用。整個生產工藝過程中，所加入的助劑硫酸轉化為新產品，助劑碳酸鈉可回收循環利用。本發明與現有鐵尾礦綜合利用方法相比，不僅可以大大提高鐵尾礦利用率，而且還具有工藝過程簡單、對設備無特殊要求、能耗低和容易實現工業化等優點，為鐵尾礦的綜合利用開辟了一個新途徑。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物資源化利用技術領域，尤其涉及一種利用鐵礦石生產鐵精粉后產生的鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法。

背景技術

尾礦是指在特定經濟技術條件下，礦石經粉碎、磨細選冶出有用組分的精礦之后，剩余的固體廢棄物。鐵尾礦是鋼鐵行業中，鐵礦石經粉碎、磨細選冶出鐵精礦之后，剩余的固體廢棄物。通常，每生產1噸鐵精礦，排放2.5～3.0噸鐵尾礦。中國作為世界第一大粗鋼生產國，每年排放的鐵尾礦高達數億噸，絕大部分堆積于尾礦壩中。由于這些累積堆放的鐵尾礦中含有大量的選礦藥劑、各種微量元素與重金屬元素，因此，不僅占用土地，浪費資源，污染環境，而且還存在極大的安全隱患，一旦發生潰壩事故，將會帶來巨大的經濟損失、環境災害和人員傷亡。

為解決鐵尾礦帶來的環境污染和庫壩安全隱患問題，國內已經將其利用在二次選礦、制備各類建筑材料，以及農業及環境的恢復和治理等方面，但是，鐵尾礦的綜合利用率較低，且利用所產生的經濟價值較低。究其原因，根本問題在于，缺少能夠生產出高附加值產品的鐵尾礦工業化處理新工藝和新技術。因此，積極開發和采用鐵尾礦綜合利用新工藝、新技術，實現從鐵尾礦廢棄物到資源化利用新產品的實質性突破和升級，是解決鐵尾礦的大量堆存、消除環境污染、實現鐵尾礦的資源化高效利用，延長相關企業生產產業鏈、保障可持續發展的有效途徑。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明提出一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，為硫酸鋁鐵系列產品開辟了新的原料資源，也為鐵尾礦的有效高附加值綜合利用開辟了新的途徑。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明提供一種利用鐵尾礦生產聚合硫酸鋁鐵凈水劑和硅膠的方法，包括以下步驟：

S1、將鐵尾礦、碳酸鈉和添加劑固體按照質量比1:(0.798～2.98):(0.00～0.02)混合，研磨，制得混合生料；所述添加劑為氯化鈉和氯化鉀中的一種或幾種；

S2、將S1所得的混合生料置于常壓、溫度為800～990℃條件下，焙燒20～60min，得到活性熟料；

S3、按照固液質量比1:10～1:13，將S2獲得的活性熟料與水混合，在溫度為75-80℃條件下，攪拌溶出，過濾，得到濾渣和濾液；

S4、按照固液質量比1:10～1:13，將S2獲得的活性熟料與S3所得的濾液混合，在溫度為75～80℃條件下，攪拌溶出，過濾，得到濾渣和循環濾液，以此循環溶出，當循環濾液中Na+達到近飽和時，停止循環溶出,循環濾液中含有偏鋁酸根和硅酸根離子；

S5、向S4最終所得的循環濾液內通入二氧化碳氣體進行碳化分解，過濾，得到包含SiO₂·nH₂O和Al(OH)₃混合物的濾渣，以及包含Na₂CO₃的濾液；其中，包含Na₂CO₃的濾液進行濃縮后，能夠進入S1中循環利用；