[發明專利]一種活化協同還原法實現石棉尾礦脫毒和資源化的方法

有效

• 申請號: 202010181419.7
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111410576B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 宿新泰;林璋;周含峰;萬娟娟;蘭瀅瀅;朱錢
• 申請（專利權）人: 紐博恩（佛山）科技有限公司
• 主分類號: C22B1/02
• 分類號: C22B1/02;C22B7/00;C05G3/00;C05G3/80
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務所(普通合伙) 32278
• 代理人: 溫明霞

本發明屬于固廢資源化利用技術領域，公開了一種活化協同還原法實現石棉尾礦脫毒和資源化的方法。將石棉尾礦經研磨成粉后進行初步磁選，得到鐵精粉1和處理后的石棉尾礦粉；將處理后的石棉尾礦粉與還原劑和活化劑混合均勻，惰性氣氛下升溫至100～300℃進行活化/還原反應，得到活性焙燒產物；然后對活性焙燒產物進行二次磁選，得到鐵精粉2和脫毒殘渣。本發明方法能夠徹底脫除石棉尾礦中的鐵、鎳、鉻，獲得高品位鐵精粉，殘渣已活化且不含重金屬，可以用于硅鎂肥以及建筑保溫材料等領域，既可提高石棉尾礦有毒組分的脫毒程度，又可實現資源化產品的純度，以奠定石棉尾礦行全元素綜合利用的基礎，達到提高資源綜合利用水平的目的。

技術領域

本發明屬于固廢資源化利用技術領域，具體涉及一種活化協同還原法實現石棉尾礦脫毒和資源化的方法。

背景技術

石棉尾礦是石棉礦選礦加工過程中產生的危險固體廢棄物，含有短石棉纖維(纖維長度小于1.18mm)和礦石碎片。每開采出1噸石棉約產生25-27噸石棉尾礦。短石棉纖維易被風吹散在空氣中，可吸入人體和動物的呼吸系統，從而誘發石棉肺、胸膜斑塊、腸系膜。同時，石棉尾礦的另一組分礦物碎片的化學組成為SiO₂(35％～45％)、MgO(35％～42％)，還含有少量的Fe₂O₃、CaO、NiO等。其中大量鐵元素未回收造成資源浪費，部分重金屬物質易造成環境的二次污染。因此，石棉尾礦的脫毒/資源化對改善生態環境具有重要意義。

鐵礦石行業是國家的經濟命脈。鐵礦石作為生產鋼鐵最主要的原材料之一，其價格變化對于鋼材價格有著非常大的影響。因此，回收石棉尾礦中的金屬鐵對經濟發展具有重要的戰略作用。目前，針對石棉尾礦中金屬鐵的回收利用最重要且最常用方法為物理法。孫曉華等在《(青海某石棉尾礦共伴生磁鐵礦的綜合回收研究及生產實踐》(非金屬礦,2011,34(03):1-3+25)一文中，針對青海某石棉尾礦中伴生的磁鐵礦進行了多方案的回收利用試驗研究，最終采用干式磁選富集-磨礦-濕式弱磁選提高鐵精礦品位的選礦流程，最終該法的鐵精礦產率5.58％，精礦品位TFe只有55.40％，同時鐵回收率(56.02％)也較低。

國家標準(GB/T 32545-2016)中指出鐵精粉的最重要的品質指數就是鐵元素含量(品位)，65％以上含量的一般被認為是高品位的，目前的處理方法回收的鐵產品仍舊無法滿足國內對鐵精粉的重大需求。因此，如何提高石棉尾礦的鐵元素的提取率以及鐵精粉的品位，直接影響到產品的價值和回收工藝的市場推廣可行性。

為進一步提高石棉尾礦中鐵元素的回收率，研究者們開始轉向化學提取法。鄭水林(專利公開號CN1597154)利用酸溶/堿活化將石棉尾礦中的Fe元素轉化成Fe(OH)₃，然后再高溫煅燒成Fe₂O₃產品回收，其中鐵產品品位TFe 58.1％；慕湧(專利公開號CN201811079095)通過在熔融活化狀態下的石棉尾礦中添加碳粉和碳酸鈣，將其中大部分的Cr、Ni氧化物以及Fe₂O₃還原成為金屬狀態，磁選回收后的鐵物料中含有大量具有磁性的鈷和鎳，品位不高；這些處理方法鐵回收率仍然不高，剩余殘渣中的一些夾雜和包裹的磁鐵以及非磁性的鐵組分，甚至還含有毒重金屬，使之仍屬于危廢。

綜上，開發并推廣一種能夠徹底脫除石棉尾礦中的鐵鎳鉻，獲得高品位鐵精粉，殘渣已活化、不含重金屬且可資源化為硅鎂肥的處理工藝成為當務之急。未來的研究應立足石棉尾礦中關鍵元素(鐵)綜合利用研究，通過分析化學處理過程中有毒重金屬的轉化規律，高效分離鐵磁性組分，獲得高品位鐵精粉并實現脫毒，并著重設計具有高附加值和市場前景的高品位鐵精粉，實現石棉尾礦的無害化和全資源化利用。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的目的在于提供一種活化協同還原法實現石棉尾礦脫毒和資源化的方法。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種活化協同還原法實現石棉尾礦脫毒和資源化的方法，包括如下步驟：