石棉尾矿和蛇纹石高效综合利用技术

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石棉尾矿综合利用研究进展

【开发利用】石棉尾矿综合利用研究进展杜高翔（中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京 100083）摘要：石棉尾矿是一种以蛇纹石为主要矿物成分的尾矿，对矿区环境危害严重。

本文介绍了石棉尾矿的基本物化性质并综述了国内外近年来对石棉尾矿综合回收利用的研究工作。

指出利用石棉尾矿制备高纯超细氢氧化镁和高纯超细高比表面积白炭黑是一种技术上可行、经济效益明显的路线并介绍了相关研究成果。

关键词：石棉尾矿；蛇纹石；氢氧化镁；白炭黑；综合利用中图分类号：P619.271;TD926.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2007)02-0014-04Advancement of the Research on the Synthesis Utility of Asbestos TailingDu Gaoxiang(The China University of Geosciences(Beijing), Beijing, China 100083)Abstract: The asbestos tailing is a kind of environment-destruction mineral tailing, which main mineral components are serpentine. In this paper, the physical and chemistry properties are introduced and the researches on this problem are surveyed. It is indicated that it's a good method that to produce super-fine, high-purity magnesium hydroxide and amorphous silica by the proposal of the asbestos tailing. The research work and relative outcome is introduced.Key words: asbestos tailing; serpentine; magnesium hydroxide; amorphous silica石棉尾矿是石棉矿选矿加工过程中剥离下来的尾渣，以粉料为主。

关于石棉污染治理相关问题要点

石棉污染治理的相关知识要点一、茫涯石棉矿（喷洒氯化镁溶液进行固化）主要技术措施：将现有废石堆和尾矿堆边坡坡度整治到蛇纹岩（自然休止角43.8°）和滑石菱镁岩（自然休止角33.8°）自然休止角之内，然后将表层进行碾压处理，最后在表面喷洒氯化镁溶液进行固化，其原理是氯化镁溶液和氧化镁在一定配比下发生水化反应，生成结构复杂的水合物碱式氯化镁，具有类似于石膏，水泥之类的性质，反应方程式为：5MgO+MgCl2+8H2O=5Mg（OH）2·MgCl2·3H2O。

矿山企业已经选取了尾矿堆一角进行预实验，喷洒氯化镁溶液后，堆场表面固化效果较好，可以防止石棉粉尘扩散。

固化具体步骤：①称量一定量的氯化镁固体，碾压成粉末；②根据4%的配合比，取适量水，用来溶解氯化镁粉末；③将配置好的氯化镁溶液装入高压洒水车内，运至矿区喷洒在废石堆和尾矿堆表面，即可形成固结层。

废石和尾矿堆表面喷洒氯化镁后，表面固结层较厚，可以覆盖下部松散矿渣，防止石棉粉尘的扩散，并且氯化镁水合物稳定性较好，不易风化。

二、石棉危害相关知识1、石棉被世界卫生组织列为第一类致癌物质。

已有研究报道证实，石棉能引起石棉肺即石棉沉滞症或肺纤维化、胸膜斑、胸膜间皮瘤、腹膜间皮瘤和肺癌等疾病。

目前，美国与欧洲一些国家规定大气环境中石棉的最大暴露剂量分别为0.2f/cm3和0.1f/cm3。

2、石棉的危害与其纤维长度有关，空气中直径大于5μm的石棉可被鼻腔鼻毛阻留，随鼻涕排出；直径小于0.5μm的被吸入后随即被呼出；直径在0.5-5μm的石棉纤维易进入肺泡，危害人体健康。

3、不同类型的石棉引起间皮瘤患病潜势存在很大的差别。

商用闪石如铁石棉铁闪石、青石棉或透闪石引起间皮瘤患病风险最大，而纤维蛇纹石的风险则最小。

4、温石棉的主要成分为Mg3Si2O5(OH)4，瑞士著名吸入毒物学家DavidBernstein（2014）的研究表明，温石棉纤维是由硅酸盐和水镁石层组成的硅酸盐层状卷曲结构，隔层之间化学键相互作用，在人体巨噬细胞内酸性环境（pH4.5~5.5）中，镁层很容易分解成不稳定的硅酸盐层。

石棉尾矿综合利用中试技术研究

第30卷第5期非金属矿Vol.30No.52007年9月Non-Metallic Mines Sep,2007石棉尾矿包括石棉矿的围岩和伴生矿物，如蛇纹石以及经分选以后废弃的七级短棉和粉尘。

西部地区是我国主要石棉产区，产量占全国石棉总产量的90%以上。

目前，我国西部石棉产区每选出1t 合格的3~5级石棉，需用石棉矿石26~28t ，亦即每产1t 成品棉要产生25~27t 尾矿。

西部矿区（含青海芒崖、新疆巴洲、羌若三矿）等地每年生产成品棉约30万t ，每年新增尾矿750万t 以上。

同时，该地区累积石棉尾矿已达数千万t ，仅甘肃阿克塞红柳沟矿区累计堆积尾矿就达1300万t 以上。

这些尾矿不仅占用了大量的土地，而且由于尾矿中所含的大部分是粉状物，遇风漫天飞舞，形成严重的环境污染。

因此，解决堆积的石棉尾矿，是我国西部石棉产区，乃至整个西部地区环保的重大挑战之一。

自20世纪80年代以来，国内外对石棉尾矿的综合利用进行了一些研究，如制备砖瓦、陶瓷、微晶玻璃、多孔二氧化硅、白炭黑以及提取氧化镁、金属镁等，但除了加拿大诺兰达公司和澳大利亚G Triangle Resources 公司等正投资兴建以石棉尾矿为原料的金属镁生产厂，其它利用尚未形成大规模的工业化。

迄今为止，国外进行的主要研究是采用盐酸、硫酸或混酸浸取石棉尾矿，或用碳酸钠、碳酸氢铵处理，制取镁盐、氧化镁或镁金属[1~12]。

但多数研究只是为了回收石棉尾矿中的氧化镁或者镁，而没有考虑二氧化硅的回收。

WALSH George R 及DELMAS Michel P B 在采用盐酸浸取石棉尾矿后，进行过滤，得到镁盐，再用盐酸溶液洗涤滤渣，得到高比表面积（B.E.T 最高440m 2/g ）二氧化硅[13]。

我国石棉尾矿综合利用技术存在的主要问题是：①开发的产品技术含量不高或质量不稳定，如大多数为纯度不高的氧化镁、二氧化硅或普通白炭黑，不能产生经济效益；②大多数为实验室试验研究，没有解决工业化的关键技术问题，距离工业化较远；③没有完全解决二次废渣的利用问题。

蛇纹石综合利用工业化实践_肖景波_夏娇彬_肖建楠

表1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 项目处理 1 t 蛇纹石原矿总成本单耗单价 / 元金额 / 元－ 0． 5 2． 6 0． 6 0． 2 4． 5 150 660 442 432 340 100 64 kg 288 8 315 650 170 250 150 3 955 60% 2 4 m3 450 kW·h 0． 7 1t 650 98% 96% 18% 18% 备注
收稿日期： 2014 － 06 － 19
生产所用蛇纹石矿产自桐柏县大河矿区，化学 34． 32% ； Fe2 O3 ， 5． 77% ； CaO， 2． 95% ；组成为： MgO， NiO ， 0 ． 255 % ； Al2 O3 ， 0 ． 54 % ； SiO2 ， 42 ． 88 % ； Co ， 0． 010 8% 。
蛇纹石是一种含有硅、镁、铁、镍、钴、铬等有价元素的矿产资源，具有可观的综合利用前景。桐柏新源电子材料有限公司于 2012 年投资建设了年处理能力为 5 000 t 的蛇纹石、石棉尾矿综合利用工业化装置，并于同年 10 月 9 日投产。一年多来，装置，。运行稳定各项经济技术指标达到了设计要求
2 粒，比表面积 162 m / g，吸油值 2． 74 mL / g。氢氧化镁：符合 HG / T 3607 － 2007 标准的要求，主含量为
98． 3% ～ 99． 6% ，粒径 0． 3 ～ 2． 5 μm。草酸亚铁：主含量为 99． 89% 。杂质指标符合电池行业要求。镍钴精矿：含镍 21． 61% ，钴 2． 22% 。镍品位符合 YS / T 340 － 2005 一级品要求。 5． 3 经济效益分析每处理 1 t 蛇纹石原矿总成本见表 1 。

蛇纹石资源综合利用研究进展

蛇纹石资源综合利用讨论进展1概述蛇纹石是一种紧要的硅酸盐类矿物，重要含有元素镁和硅，还伴生有少量的稀有金属，如镍、钯等。

我国从20世纪90时代开始对蛇纹石矿进行开发讨论，但进展缓慢，多数矿山重要是出售原块矿和简单加工的粗产品，价值极低，效益很差，同时也挥霍了大量资源。

随着资源与各种环境问题的凸显，建立资源节省型、环境友好型社会的理念渐渐深入人心，国家及社会对清洁生产和绿色工艺更加重视。

目前蛇纹石综合利用讨论最普遍的湿法酸浸工艺，无论是在化学原材料的选择及利用上还是在化学反应中对废气、废渣、废液的掌控上都明显与现代清洁生产和绿色工艺不甚相容。

因此，在蛇纹石的综合利用中探究一条高效、环保的绿色工艺流程，对资源、环境、经济、社会效益等的多赢非常必要。

我国蛇纹石矿资源储量丰富，保有储量超过5亿t，分布广泛。

重要分布江西、四川、河南、安徽等地,山东、江苏、陕西、内蒙等地次之。

我国蛇纹石矿质地良好,大矿石中伴生有镍等金属矿产。

2蛇纹石的应用领域蛇纹石类矿物由于具有耐磨、耐热、隔热、隔音、抗腐蚀等性能,已得到较好的开发应用[3]，广泛用于：①制造化肥；②做耐火、雕刻与器具材料；③生产铸石、岩棉和烧结矿的辅佑襄助原材料；④医药工业做泻利盐的原材料，用于非处方治疗；⑤提取硅、镁、镍、钯等元素，利用蛇纹石提镁残渣制取五水偏硅酸钠等；⑥环境保护，以蛇纹石为重要原材料可以开发制备絮凝剂、吸附剂、过滤介质、分子筛、除臭剂等，用于含重金属、有机物等工业废水、废气和生活污水的处理；⑦蛇纹石具有网状结构，比表面积大，有很多可与F—交换的OH—基团，用于制备除氟剂。

对蛇纹石的处理方法大致可分为3类：物理选矿、化学提纯以及生物选矿。

其中物理选矿能耗较低、工艺结构相对简单，但由于蛇纹石伴生矿物较多，处理技术难度较大，使其分别效率不高，利用率较低，目前通过物理选矿还难以分选出高品位的精矿。

化学提纯可有效地提高利用率，并在肯定程度上保证产品的纯度，但存在着设备投资大、能耗高、工艺流程多而杂、原材料消耗多、经济效益不佳等诸多的缺点。

石棉尾矿、蛇纹石矿综合利用研究及产业化现状

石棉尾矿、蛇纹石矿综合利用研究及产业化现状【摘要】: 石棉尾矿、蛇纹石是一种含有多种有价元素的矿产资源，具有一定的开发与应用价值。

本文介绍了目前我国石棉尾矿、蛇纹石资源综合利用的应用、研究与产业化现状，并就研究与产业化过程存在的一些问题提出了建议。

【关键词】: 石棉尾矿、蛇纹石；研究；产业化；现状；1、概述：石棉矿、蛇纹石是镁的一种含水硅酸盐矿物。

其化学组成为3MgO·2SiO2·2H2O或MgO[Si4O10](OH)8，其中含氧化镁（MgO）43.0%，二氧化硅（SiO2）44.1%，水（H2O）12.9%。

常见的混入物有氧化亚铁（FeO）、三氧化二铁（Fe2O3）和氧化镍（NiO）等。

我国石棉矿、蛇纹石资源储量十分丰富，已探明的蛇纹石总储量超过50亿吨，居世界第三位。

矿点遍布全国十几个省区[1]。

2、石棉矿、蛇纹石综合利用途径及研究现状：2.1 综合利用途径：石棉矿、蛇纹石矿含有镁、硅、铁、镍、钴等有价元素，同时具有耐热、抗腐蚀、耐磨、隔热、隔音等性能，具有一定的开发利用价值。

对其进行综合利用的途径大致有以下几个方面：一是用于制造化肥：用石棉矿、蛇纹石作配料与磷灰石混合，经粉碎、熔化、冷却、干燥、粉碎制造水溶性磷肥。

如单独施用蛇纹岩细粉，亦有一定肥效，特别是用于玉米、薯类、豆类以及块根、块茎类作物，效果较好。

二是用作耐火材料：重庆、太原等钢厂利用蛇纹石制作焦炉砖，其碱性耐火效果好。

三是生产铸石或用作岩棉的辅助材料：铸石或岩棉配料中，若MgO不足时可以用石棉尾矿、蛇纹石作辅助原料，这样不仅可以提高MgO含量，还可相对降低Al2O3、CaO含量。

四是用于制备镁、硅化合物：从石棉尾矿、蛇纹石中提取氧化镁的设想和工艺于19世纪首先在奥地利提出。

石棉尾矿、蛇纹石有望成为继海水、卤水、白云石矿、可溶性镁盐和菱镁矿外的第6种可以用来生产镁化合物产品的原料来源。

此外，利用其中的硅资源可以制得硅酸钠、白炭黑及其他硅化合物等。

蛇纹石的综合利用方法及其所用的设备[发明专利]

专利名称：蛇纹石的综合利用方法及其所用的设备
专利类型：发明专利
发明人：肖景波,陈居玲,夏娇彬,张思页,郭捷,胡彩华,王卫东申请号：CN201310351060.3
申请日：20130813
公开号：CN103395796A
公开日：
20131120
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了蛇纹石的综合利用方法及其所用的设备。

其方法为：向蛇纹石中加入硫酸并加热，后过滤得第一滤液和酸解残渣；向酸解残渣中加入水和氢氧化钠，再过滤得水玻璃；向第一滤液中加入氧化剂；再加入pH值调节剂发生沉淀反应，再过滤得铁铝混合物和第二滤液；向铁铝混合物中加入水和氢氧化钠，后过滤得铁沉淀物和偏铝酸钠溶液；向第二滤液中加入硫化物反应，再过滤得镍钴混合物和第三滤液；向第三滤液中加入氧化剂反应；后加入碱性吸附剂，再过滤得硫酸镁溶液。

其设备包括第一酸解槽，第一过滤机，碱解反应器，铁铝沉淀反应器，碱洗反应器，镍钴沉淀反应器，第二、三、四和五过滤机。

本发明可将蛇纹石中的六种元素提取出来，充分利用其价值。

申请人：南阳东方应用化工研究所,肖景波
地址：473004 河南省南阳市长江东路卧龙花厂院内
国籍：CN
代理机构：北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：吴开磊
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蛇纹石尾矿综合利用新途径

蛇纹石尾矿综合利用新途径我国是蛇纹石矿资源大国，已探明的储量超过５亿吨。

蛇纹岩在开采过程中产生大量碎矿石，粒度＜２～３ｃｍ的尾矿约占开采矿石量的１／３至１／２。

据统计资料，每年被抛弃的粉矿就约有１０万吨。

这些粉矿含有丰富的氧化镁、二氧化硅、氧化铁、氧化钙，是很有利用价值的矿物资源。

经有关科技工作者研究，各国现已开辟了一系列蛇纹石综合利用的新途径。

一是提取有价值的金属镁。

目前日本利用碳还原法从蛇纹石粉矿中提炼金属镁；古巴、加拿大、捷克等利用硫化物沉淀法、氨浸法从蛇纹石中提取金属镍、铬、钴等。

二是开发轻工业产品，如制取轻质氧化镁，制取水玻璃、白炭黑、活性氧化硅等，还可制取氧化剂；在环境保护中可利用它处理含重金属的工业废水制取脱臭剂，处及制取无机复合絮凝剂、除氟剂等。

产品名称：白炭黑CA登记号：英文名：W hite carbon black别名：沉淀二氧化硅;白烟;轻质二氧化硅;沉淀水合二氧化硅分子式：S iO2·nH2O用途：是橡胶的良好补强剂，补强性能仅次于炭黑，也用于润滑剂、绝缘材料等纯碱二氧化硅硅酸硅酸钠硫酸氯化钠氯气煤气四氯化硅压缩空气盐酸灭幼脲悬浮剂抗蚜威可湿性粉剂不饱和聚酯树脂(33型)甲基乙烯基硅橡胶硅橡胶混炼胶室温硫化有机硅模具胶氯磺化清漆大蒜素结构装配密封剂橡胶运输带搓毛胶板丁腈胶辊医用硅橡胶制品胶圈避孕套性状白色无定形微细粉末。

质轻。

熔点1750℃沸点凝固点相对密度 2.319~2.653折射率闪点溶解性不溶于水与酸；溶于苛性钠和氢氟酸。

四轮驱动白炭黑产需两旺得益于轮胎制造业、硅橡胶产业、牙膏产业、涂料工业、新能源等领域的需求增长，预计未来5年我国沉淀法白炭黑（二氧化硅）的年均需求增长速度约为10%。

而当前，沉淀法白炭黑更是需求旺盛，企业库存基本为零，正加紧生产。

这是记者从7月8日在江苏省东海县由中国化工信息中心和国家硅材料深加工产品质量监督检验中心举办的2010中国（东海）硅材料产业发展论坛上获得的信息。

石棉尾矿的危害及综合利用途径

石棉尾矿的危害及综合利用途径石棉尾矿是在石棉矿采选中产生的矿物残渣,主要成分为蛇纹石,还含有少量滑石、白云石和方解石。

化学成分主要为SiO2、MgO和少量铁、铝、钙等其他物质。

我国是世界上石棉生产大国,石棉储量居世界第三位,但我国石棉矿中含石棉量不高,一般在1%～4%之间,即生产一吨石棉将产生近百吨石棉尾矿。

据统计,我国每年生产石棉34万多吨,年产生石棉尾矿数千万吨,目前全国石棉尾矿的贮存量已达到几十亿吨。

这些庞大的尾矿山不仅占据了大量土地资源,而且污染环境,对人类健康和安全构成严重威胁。

1、石棉尾矿对环境的危害在石棉矿开采和使用中,长期吸入石棉粉尘可以导致劳动者患上石棉肺、肺癌和间皮瘤等疾病。

据统计,1949～1980年,我国石棉肺发病人数1786人;1980～1986年为2503人,累积患病人数4289人,死亡622人,死亡率%。

至2003年底,全国累积患病人数达7907人,死亡923人,死亡率67%。

石棉尾矿在长期堆存下对矿区及周边环境造成的危害主要表现在:(1)侵占土地,破坏生态环境。

石棉矿长期开采将产生数量巨大的尾矿山,这些尾矿山不仅占据了有限的土地资源,而且严重破坏了当地的生态环境。

尾矿山上寸草不生,如果遇上暴雨山洪,极易引发泥石流、山体坍塌等地质灾害。

(2)大气污染。

石棉尾矿中含有大量未选出的细小短纤维,这些短纤维随风飘荡,造成大气质量的破坏。

我国《工业场所有害因素职业接触现值》(GBZ2-2002)规定,石棉矿山和石棉制品生产企业其生产工作环境内粉尘含量不得超过2mg/m3。

但全国各矿区的实际情况是国有大企业基本达标,中小企业普遍不能达标,工作环境中石棉粉尘含量在每立方米大气中高达数百毫克,远远超出国家标准。

特别值得注意的是这些细小石棉粉尘随风迁移,可以漂浮至数公里之外,造成矿山周边环境的污染。

(3)水体污染和土壤毒化。

石棉尾矿中含有细小短纤维、钙、镁、钾、钠及少量重金属元素,在雨水和地表水的冲刷下进入河流及地下水中,造成水体污染。

石棉尾矿的危害及综合利用技术

石棉尾矿的危害及综合利用技术（石棉）尾矿是在石棉矿采选中产生的矿物残渣，重要成分为蛇纹石，还含有少量（滑石）、（白云石）和（方解石）。

化学成分重要为SiO2、MgO和少量铁、铝、钙等其他物质。

我国是世界上石棉生产大国，石棉储量居世界第三位，但我国石棉矿中含石棉量不高，一般在1%～4%之间，即生产一吨石棉将产生近百吨（石棉尾矿）。

据统计，我国每年生产石棉34万多吨，年产生石棉尾矿数千万吨，目前全国石棉尾矿的贮存量已达到几十亿吨。

这些巨大的尾矿山不仅占据了大量土地资源，而且污染环境，对人类健康和安全构成严重威逼。

1石棉尾矿对环境的危害石棉尾矿在长期堆存下对矿区及周边环境造成的危害重要表现在:（1）侵占土地,破坏生态环境。

石棉矿长期开采将产生数量巨大的尾矿山，这些尾矿山不仅占据了有限的土地资源，而且严重破坏了当地的生态环境。

尾矿山上寸草不生,假如遇上暴雨山洪，极易引发泥石流、山体坍塌等地质祸害。

（2）大气污染。

石棉尾矿中含有大量未选出的细小短纤维，这些短纤维随风飘扬，造成大气质量的破坏。

我国《工业场全部害因素职业接触现值》规定，石棉矿山和石棉制品生产企业其生产工作环境内粉尘含量不得超过2mg/m3。

但全国各矿区的实际情况是国有大企业基本达标，中小企业普遍不能达标，工作环境中石棉粉尘含量在每立方米大气中高达数百毫克,远远超出国家标准。

特别值得注意的是这些细小石棉粉尘随风迁移，可以漂流至数公里之外，造成矿山周边环境的污染。

（3）水体污染和土壤毒化。

石棉尾矿中含有细小短纤维、钙、镁、钾、钠及少量重金属元素，在雨水和地表水的冲刷下进入河流及地下水中，造成水体污染。

过量的可溶性盐类矿物使尾矿库周边土壤显现次生盐渍化，引起矿区局部土壤毒化，破坏当地农业生产环境。

2.国外石棉尾矿的综合利用技术目前，国外在石棉尾矿的综合利用方面重要以尾矿中的高含量镁为开发对象，采纳火法冶炼技术生产高纯度的金属镁。

这种技术能够充分利用石棉尾矿，在解决环境污染的同时获得较大的经济效益，是值得推广应用的新技术。

青海某石棉尾矿综合利用中试研究

领域研究。E-mail：yanhjun@126. com
矿、水镁石等，主要化学成分有SiO2.MgO以及少量的Fe2O3 .NiO.CaO[12：。我国石棉矿产储存资源丰富，但由于石棉含量不高，每生产1吨的石棉产品会产生几十吨的尾矿⑶。目前，国内大多数企业对石棉尾矿采用堆存暂缓处理的方式。石棉尾矿的堆积与存放不仅占用大量土地，而且粉尘遇到干燥大风的气候随风满天飞扬，特别是西北地区，对矿区周边居民和环境造成严重的威胁。高效综合利用石棉
Abstract:Taking an asbestos tailings in Qinghai Province as raw material, magnesium, silicon, iron and nickel in asbestos tailings are separated and extracted by acid leaching, neutralization, crystallization, iron removal by oxidation, nickel sulfide precipitation, magnesium carbonate precipitation by soda, and silicon extraction by alkali dissolution of acid leaching residue, and then formed a series of products. The process is conducive to environmental protection and the development of circular economy. Main recovery rates of pilot products are SiO2 94.81%, NiO 82.09%, MgO ^95%, Fe 90% . Average output rates (processing 1 000 kg tailings meter) are： magnesium sulfate heptahydrate 730 kg, basic magnesium carbonate 224 kg, high dispersion silica for tires 299 kg, iron oxide red 65. 7 kg and nickel concentrate 9. 44 kg. The profit for each 1 000 kg of asbestos tailings is more than 1 000 yuan. Key words：asbestos tailings； environmental protection； circular economy； silicon dioxide