辽宁低品位菱镁矿的综合利用研究

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浅谈合理利用菱镁矿资源

浅谈合理利用菱镁矿资源
◎ 研 究 与 应 用
浅谈合理利 菱镁矿资源 甘
由1 宽
(辽 宁省 产 品质量监 督检 { 院 ,辽 宁 沈 阳 1 0 做出了系统 }榔 。 【 5 勺 述
[ 关键词 ]菱镁矿 ;提纯 ;资源综合利用
[ 中图分类号 ]T 151 Q 7.
当两者并有 ,先减法后加 法 ,可以开发出纯度 更高的烧 结和 电熔合成料 。
开发迅 速增加 ,优质矿 山资源 急剧减少 ,矿 石质 量下滑 ,导
致各级烧结镁砂 与电熔镁砂的 M O平均合 量下降 05 g .%。由 于菱镁矿资源是不可再生资源 ,对低 品位菱镁矿 I根据使 用 } 勺 要求科学决策 ,合理开采 、综合开发 、充分利用 ,达到延长
[ 文献标识码 ]B
[ 文章编号] 1.9 9 S N 10 — 122 1. . 3 0 6 / IS 0 9 0 4 . 01 0 3 J 0 00
1 概 述
菱镁矿 化学组成 为 M C , g O 、晶体属三方 晶系 的碳 酸盐矿
成低品 。造 位菱镁矿被废弃并占 地堆放, 形成环境污染, 严重
厚十几米至几十米的露天矿 ,埋藏浅 ,易开采 ;矿石大多是 结晶型 ,晶粒较大 (— 0 ) 2 2 ,主要杂质为滑石 ,也有少量 mm
的伴生矿是白云石。如辽 宁省 海城一大 石桥 菱镁 矿带的矿体
石进行最大限度选矿 ,提高 已开采矿石的利用率 ,科学的确 定精矿粉分类分级 ,为合理利用矿粉提供正确依据。
产 供应基地 。 由于对镁质原料需求的猛增 ,镁矿 的开发和初级 原料 的
为优化烧 结合成镁砂 的高温 『能 ,采取以下两 条路线 : 生 ()通过选矿或 电熔减少杂质 ( 1 减法) ,如采用浮选一 两步煅 烧联 合工 艺制备高纯死烧镁 砂 、高 纯镁 自云石砂 ; ()通 2 过加 入适量有 益氧 化物 来改善高温 眭能 ( 加法 ) ,如镁铬砂 ;

低品位滑石提纯工艺试验研究

低品位滑石提纯工艺试验研究

分析测试化工矿物与加工INDUSTRIAL MINERALS &PROCESSING2024年第4期文章编号:1008-7524(2024)04-0008-08D O I :10.16283/j .c n k i .h g k w y j g.2024.04.002 低品位滑石提纯工艺试验研究*王璐1,2,仲剑初1,2,王洪志1,2(1.大连理工大学化工学院,辽宁大连116024;2.辽宁省硼镁特种功能材料制备与应用技术工程实验室,辽宁大连116024) 摘要:我国低品位滑石需求量低,但高品位滑石供不应求,为了提高低品位滑石的利用价值,通过化学提纯与水热合成相结合的方法,以低品位滑石㊁硅酸钠为原料合成高品位滑石㊂分析了低品位滑石在不同时间下的酸溶解情况,探究了脉石矿物(菱镁矿)完全溶解的最佳时间㊂通过考查低品位滑石预处理方式㊁是否煅烧㊁前驱体形成条件㊁水热反应温度㊁时间等因素对产物结晶度和纯度的影响,得到最佳提纯合成工艺条件:在80ħ下酸处理2h 后低品位滑石中的菱镁矿完全溶解;在60ħ下将酸解混合液与硅酸钠混合,调节体系p H 至7~8预反应6h 获得前驱体,前驱体在180ħ水热条件下反应13h,最终制备出了高品位滑石㊂研究成果可为我国低品位滑石的高值化利用提供借鉴㊂关键词:低品位滑石;菱镁矿;化学提纯;水热合成;高品位滑石;预处理;酸解中图分类号:T D 975.3 文献标志码:AE x p e r i m e n t a l s t u d y o n t h e p u r i f i c a t i o n p r o c e s s o f l o w -gr a d e t a l c W a n g L u 1,2,Z h o n g J i a n c h u 1,2,W a n g H o n gz h i 1,2(1.S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,D a l i a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,D a l i a n L i a o n i n g 116024,C h i n a ;2.E n g i n e e r i n g L a b o r a t o r y of B o r i c a n d M ag n e s i c F u n c t i o n a l M a t e r i a l P r e p a r a t i v e a n d A p pl i e d T e c h n o l o g y ,D a l i a n L i a o n i n g 116024,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d e m a n d f o r l o w -g r a d e t a l c i s l o w i n C h i n a ,b u t h i g h -g r a d e t a l c i s i n s h o r t s u p p l y .I n o r d e r t o i m pr o v e t h e u t i l i z a t i o n v a l u e o f l o w -g r a d e t a l c ,h i g h -g r a d e t a l c w a s s y n t h e s i z e d f r o m l o w -g r a d e t a l c a n d s o d i u m s i l i c a t e b y co m -b i n i n g c h e m i c a l p u r i f i c a t i o n w i t h h y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s .T h e a c i d d i s s o l u t i o n o f l o w -gr a d e t a l c a t d i f f e r e n t t i m e w a s a n a l y z e d ,a n d t h e b e s t t i m e o f c o m p l e t e d i s s o l u t i o n o f g a n g u e m i n e r a l (m a g n e s i t e )w a s i n v e s t i g a t e d .B y e x a m i n i n gt h e e f f e c t s o f f a c t o r s s u c h a s p r e t r e a t m e n t m e t h o d ,c a l c i n a t i o n ,p r e c u r s o r f o r m a t i o n c o n d i t i o n ,h y d r o t h e r m a l r e a c t i o n t e m -p e r a t u r e ,t i m e o f l o w -g r a d e t a l c o n t h e c r y s t a l l i n i t y a n d p u r i t y o f t h e s y n t h e s i z e d p r o d u c t ,t h e o pt i m a l p u r i f i c a t i o n p r o c e s s c o n d i t i o n s w e r e o b t a i n e d :t h e m a g n e s i t e i n t h e l o w -g r a d e t a l c w a s c o m p l e t e l y di s s o l v e d a f t e r a c i d t r e a t m e n t a t 80ħf o r 2h ;A t 60ħ,t h e a c i d h y d r o l y s i s m i x t u r e w a s m i x e d w i t h s o d i u m s i l i c a t e ,a n d t h e p H o f t h e s y s t e m w a s a d j u s t e d t o 7~8f o r p r e -r e a c t i o n f o r 6h t o o b t a i n t h e p r e c u r s o r ,a n d t h e p r e c u r s o r r e a c t e d a t 180ħu n d e r h yd r o t he r -m a l c o n d i t i o n sf o r 13h ,a n d f i n a l l y p r e p a r e d h igh -g r a d e t a l c .T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o vi d e r e f e r e n c e f o r t h e h i gh -v a l u e u t i l i z a t i o n o f l o w -gr a d e t a l c i n C h i n a .K e yw o r d s :l o w -g r a d e t a l c ;m a g n e s i t e ;c h e m i c a l p u r i f i c a t i o n ;h y d r o t h e r m a l s y n t h e s i s ;h i g h -g r a d e t a l c ;p r e t r e a t -m e n t ;a c i d h y d r o l ys i s ㊃8㊃*收稿日期:2023-07-31作者简介:王璐(1997-)女,硕士研究生,主要从事资源化工与材料研究,E -m a i l :1308019113@q q.c o m ㊂通信作者:仲剑初(1964-),男,博士,副教授,主要从事资源化工与材料研究,E -m a i l :j c z h o n g@d l u t .e d u .c n ㊂引用格式:王璐,仲剑初,王洪志.低品位滑石提纯工艺试验研究[J ].化工矿物与加工,2024,53(4):8-15.WA N G L ,Z HO N G J C ,WA N G H Z .E x p e r i m e n t a l s t u d y o n t h e p u r i f i c a t i o n p r o c e s s o f l o w -gr a d e t a l c [J ].I n d u s t r i a l M i n e r a l s &P r o c e s s i n g,2024,53(4):8-15.王璐等:低品位滑石提纯工艺试验研究2024年4月0引言滑石是重要的非金属矿产资源,我国滑石产量居世界首位[1],主要类型有中低品位滑石和高品位滑石㊂中低品位滑石多用于传统的造纸行业,其应用领域与碳酸钙大致相同[2],但价格高于碳酸钙㊂高品位滑石因具有一些特殊性能如吸附力强[3]㊁比表面积较大[4]㊁熔点高[5]等,可用于很多高端产品和特殊产品中[6],但可直接利用的高品位滑石日益减少,市场上供不应求㊂因此,提纯低品位滑石对于缓解我国滑石资源紧张局面具有重要意义㊂我国滑石资源主要分布在辽宁㊁河北㊁山东㊁陕西㊁江苏㊁江西㊁四川㊁广西㊁云南等地,常与菱镁矿㊁方解石㊁闪石㊁蛇纹石等碳酸盐矿物伴生[7]㊂这些伴生矿物使滑石的化学组成发生了改变,从而影响了其物理性质㊂滑石的纯度决定了其品质和价值,也会影响其应用范围㊂目前常采用选矿工艺提纯,主要有物理方法和化学方法[8],物理方法包括手选法㊁光选法㊁磁选法㊁电选法㊁浮选法等,化学方法包括水热法㊁絮凝浮选法[9-11]㊂目前主要的提纯方法为浮选法和磁选法[12],但这两种方法均存在一些不足:浮选法需要用到多种浮选剂,且多为有机试剂,易污染环境,且难以回收;磁选法的缺点是只能分离一些具有磁性的固体㊂辽宁某地低品位滑石主要由菱镁矿和滑石组成,为几乎无磁性的固体,为了实现该低品位滑石的高效利用,在丁泓宇[13]等利用水热法合成滑石的研究成果基础上,采用化学提纯和水热合成相结合的工艺,将低品位滑石中的菱镁矿(成分为M g C O3)转化为滑石,从而提高滑石品位㊂将混合溶液置于特制的密闭反应器(高压釜)中,以水溶液为反应体系,通过加热㊁加压(或自生蒸气压)创造一个相对高温高压的反应环境,使物质溶解并重结晶,完成无机合成与材料处理[14]㊂在反应过程中,水具有多重作用,不仅可以充当溶剂,还可以作为化学组分参与反应,另外也是一种传递压力的介质,可利用该温度下的饱和蒸汽进行传递,使晶体快速形成与生长㊂该方法的优点是控温方便㊁流程简单㊁副产物少且可重复使用㊁产物纯度高㊁结晶度好㊁绿色无污染等㊂在合成过程中,探究了溶解时间㊁前驱体形成温度㊁p H㊁水热温度㊁水热时间等因素对滑石合成的影响㊂1试验部分1.1原料和仪器去离子水,自制;低品位滑石粉,取自辽宁省海城市;硝酸,质量分数68%;硅酸钠㊁氢氧化钠,均为分析纯㊂试验所用仪器有:D H G-9076A型电热恒温鼓风干燥箱,S m a r t L a b9k W型X射线衍射仪(X R D),T G A/S D T A851e型热重分析仪(T G), 6700型傅里叶变换红外光谱仪(F T I R),Q U A N-T A型钨灯丝扫描电子显微镜(S E M)㊂1.2高品位滑石的制备称取一定量低品位滑石粉,并与去离子水和硝酸混合制成溶液A,再取硅酸钠和去离子水混合制成溶液B;使溶液A中低品位滑石粉在一定温度下溶解,获得矿渣㊂酸解混合液(矿渣和上清液),并加入氢氧化钠调至一定p H,向其中加入溶液B,混合充分,调节p H,预反应一段时间后形成前驱体;转入反应釜在180ħ下进行水热反应,反应结束后自然冷却至室温;将产物离心,直至洗液为中性;将离心产物置于鼓风干燥箱中,在120ħ下恒温干燥4h,所得产物即为高品位滑石㊂高品位滑石提纯工艺原则流程见图1㊂图1高品位滑石提纯工艺原则流程F i g.1 P r i n c i p l e p r o c e s s f l o w o f h i g h-g r a d e t a l c p u r i f i c a t i o n p r o c e s s 2结果与讨论2.1低品位滑石原料分析低品位滑石X R D谱图见图2㊂由图2可知,低品位滑石的主要成分是M g C O3㊁M g3S i4O10-(O H)2㊂通过X射线荧光光谱仪对样品化学组成进行定量分析,结果见表1㊂由表1可知,M g O 质量分数为76.12%,S i O2质量分数为18.41%,另有极少量的C a O㊁A l2O3㊁F e2O3㊂通过计算可知,M g C O3质量分数为64.55%,M g3S i4O10-(O H)2质量分数为30.71%㊂㊃9㊃2024年第4期I M&P 化工矿物与加工第53卷图2 低品位滑石X R D 谱图F i g .2 X R D p a t t e r n o f l o w -gr a d e t a l c 表1 低品位滑石化学组成 单位:%T a b l e 1 C h e m i c a l c o m p o s i t i o n o f l o w -gr a d e t a l c U n i t :%M gO S i O 2C a OA l 2O 3F e 2O 3质量分数76.1218.412.461.390.892.2 低品位滑石化学提纯首先向低品位滑石粉中加入一定量的硝酸进行化学提纯,在80ħ下溶解2h ,至低品位滑石中的菱镁矿组分完全溶解,将其在8000r /m i n 条件下离心5m i n,重复3次,获得酸解矿渣和上清液㊂对矿渣和上清液进行物相分析,结果见图3㊂由图3可知,矿渣为滑石,上清液为M g (N O 3)2㊁M g (N O 3)2㊃2H 2O ㊁M g (N O 3)2㊃6H 2O ,表明利用化学提纯可将菱镁矿脱除,将低品位滑石富集㊂将溶液A 与溶液B 混合反应,水热合成高品位滑石㊂图3 低品位滑石酸解矿渣及上清液X R D 谱图F i g .3 X R D p a t t e r n o f r e s i d u a l a n d s u pe r n a t a n t b y d i s s o l v i n g l o w -gr a d e t a l c 2.3 高品位滑石的合成2.3.1 预处理方式的选择为了探究溶液A 预处理方式对高品位滑石合成的影响,在相同温度下将溶液A 分别在超声清洗机和水浴中搅拌处理2h ,待其充分酸解后与溶液B 进行水热反应,水热合成产物的X R D 谱图见图4㊂超声预处理后的水热合成产物中仍有部分M g C O 3,这是因为液体受到超声波的辐射,溶质在超声波作用下振动而分散,但其只能使溶液A 局部混合㊂相比之下,在水浴过程中不断搅拌,可以增大硝酸和低品位滑石的接触概率,使其充分反应,并且水浴预处理合成的滑石比超声预处理合成的滑石X R D 峰更强,表明在该条件下可以提高产物的结晶度,故选择水浴预处理方式㊂图4 低品位滑石在超声和水浴处理下所得产物的X R D 谱图F i g .4 X R D p a t t e r n o f l o w -gr a d e t a l c u n d e r t r e a t m e n t o f u l t r a s o n i c a n d w a t e r b a t h2.3.2 煅烧低品位滑石和酸浸低品位滑石将一定量的低品位滑石粉在700ħ下焙烧90m i n ,其中的菱镁矿分解为M g O ;分别取煅烧产物和低品位滑石作为原料,加入一定量的硝酸溶解脉石矿物,然后分别与溶液B 混合,在p H 为8~9的条件下进行水热合成反应㊂图5为两种方法所得产物的X R D 谱图㊂图5 煅烧和酸浸低品位滑石所得产物的X R D 谱图F i g.5 X R D p a t t e r n o f p r o d u c t s f r o m c a l c i n a t i o n a n d a c i d l e a c h i n g o f l o w -gr a d e t a l c ㊃01㊃王璐等:低品位滑石提纯工艺试验研究2024年4月由图5可知,虽然原料的活性不同,但均可合成滑石,合成滑石的特征衍射峰强度没有明显变化,并且由煅烧的低品位滑石合成的产物S i O 2的衍射峰强,耗能也较高㊂综合考虑,选择直接酸浸处理低品位滑石的提纯合成方法㊂2.3.3 酸预处理溶解时间将溶液A 分别在80ħ下溶解30㊁90㊁120m i n ,研究不同溶解时间对合成高品位滑石的影响,产物的X R D 谱图见图6㊂由图6可知:溶解时间为30m i n 和90m i n时,合成滑石中仍有少量M g C O 3衍射峰,说明在该条件下仍有部分菱镁矿没有溶解;当溶解时间达到120m i n 时,该衍射峰消失,说明菱镁矿已经完全溶解㊂90m i n 时产物形成的衍射峰强度最弱,120m i n 和30m i n 产物形成的衍射峰强度相近㊂经分析,低品位滑石酸解过程的最佳反应时间为120m i n㊂图6 不同酸预处理溶解时间所得产物的X R D 谱图F i g.6 X R D p a t t e r n s o f p r o d u c t o b t a i n e d a t d i f f e r e n t d i s s o l u t i o n t i m e s b y ac id p re t r e a t m e n t 2.3.4 前驱体形成温度将溶液A 在80ħ下溶解120m i n 后加入溶液B ,使混合溶液分别在30㊁40㊁60ħ下预反应6h 形成前驱体,然后在180ħ下进行水热合成,合成产物的X R D 谱图见图7㊂由图7可知:升高前驱体形成温度对晶体的生长和成核有利,随着温度的升高,滑石的衍射峰强度逐渐增强,结晶度提高;然而S i O 2的形成也受温度影响,40ħ时的S i O 2衍射峰最强,60ħ时的S i O 2衍射峰减弱,说明较低温度有利于S i O 2的生成㊂综上,前驱体形成温度选择60ħ较适宜㊂图7 不同预反应温度所得产物的X R D 谱图F i g.7 X R D p a t t e r n o f p r o d u c t s o b t a i n e d a t d i f f e r e n t p r e r e a c t i o n t e m pe r a t u r e s 2.3.5 反应体系p H 影响将溶液A 溶解120m i n 后,体系原始p H 为1~2,利用氢氧化钠将体系的p H 分别调整至3~4㊁5~6和7~8后,加入溶液B 混合,合成滑石的X R D 谱图见图8㊂由图8可知,未调整p H 时,滑石衍射峰较弱,S i O 2衍射峰较强,说明该反应有S i O 2生成;这是由于酸性过强,加入硅酸钠后,生成了硅酸,经过120ħ烘干后,会脱水生成S i O 2㊂随着体系的pH 不断增大,产物的衍射峰强度也不断增强,说明体系的p H 对产物的结晶度有一定影响,并且p H 的增大有助于抑制硅酸(脱水后为S i O 2)的产生㊂综上,体系p H 为7~8较适宜㊂图8 不同反应体系p H 下所得产物的X R D 谱图F i g.8 X R D p a t t e r n o f p r o d u c t o b t a i n e d a t d i f f e r e n t p H 2.3.6 水热合成温度将溶液A 和溶液B 的混合物分别置于80㊁120㊁130㊁180ħ下进行水热反应,产物X R D 谱图见图9㊂由图9可知,在合成产物中均可观察到滑石的特征衍射峰,温度对产物的结晶度影响很大㊂在80㊁120㊁130ħ下合成的产物,其特征峰衍射强度没有明显变化,但是180ħ下合成的产物衍射峰强度明显增强㊂随着温度的升高,S i O 2的㊃11㊃2024年第4期I M&P 化工矿物与加工第53卷衍射峰强度逐渐减弱,甚至消失,说明升高温度可以提高滑石的结晶度,并且有助于抑制氢离子与硅酸离子发生反应,减少硅酸的生成,并促进高品位滑石的合成㊂综上,水热温度选择180ħ较适宜㊂图9 不同水热温度下所得产物的X R D 谱图F i g.9 X R D p a t t e r n o f p r o d u c t s o b t a i n e d a t d i f f e r e n t h y d r o t h e r m a l t e m pe r a t u r e s 2.3.7 水热合成时间将溶液A 和溶液B 的混合物在180ħ,pH 为9,反应物镁硅摩尔比为3ʒ4,反应时间为6㊁8㊁11㊁13㊁17h 的条件下分别进行水热反应,产物X R D 谱图见图10㊂由图10可知:不同反应时间下获得的产物经物相分析均为滑石;随着水热时间的延长,产物的特征峰衍射强度逐渐增强,结晶度有所提高㊂当水热反应13h 时,衍射峰强度最强,结晶度最好㊂当水热反应17h 时,合成滑石的特征峰衍射强度降低㊂说明在一定的时间范围内,延长水热时间有利于产物的结晶㊂综上,水热反应时间选择13h 较适宜㊂图10 不同水热时间下所得产物的X R D 谱图F i g.10 X R D p a t t e r n o f p r o d u c t s o b t a i n e d a t d i f f e r e n t h yd r o t he r m a l t i m e s 2.4 合成滑石的表征2.4.1 合成高品位滑石的红外光谱分析在上述适宜反应条件下合成滑石的红外光谱见图11㊂由图11可知:在3000c m -1以上,光谱表现为宽频带(最大值为3371c m -1)和高频尖峰带(3676c m -1);在1639c m -1处出现吸收带;在989c m -1㊁665c m -1和418c m -1处观察到3组吸收带,这些峰均为滑石的特征吸收峰㊂3676c m -1处的尖峰带与M g -O H 的拉伸振动有关;3371c m-1附近的宽带与滑石结构无关[15-16],其通常被分配给弱结合水,与吸水的-OH 拉伸振动有关;1639c m -1处的峰与吸水的-O H 弯曲振动有关;989c m -1处的峰与S i -O-S i 的拉伸振动有关;665c m -1处的峰与S i -O-M g 的拉伸振动有关;418c m -1处的峰与S i -O 的拉伸振动有关㊂图11 合成高品位滑石的红外光谱F i g .11 F T I R s p e c t r u m o f s y n t h e t i c h i g h -gr a d e t a l c 2.4.2 合成高品位滑石的S E M 分析原料以及产物的S E M 照片见图12㊂图12 原料(a)和不同条件下合成的高品位滑石(b ㊁c ㊁d )的S E M 照片F i g .12 S E M i m a g e s o f r a w m a t e r i a l s (a )a n d h i g h -gr a d e t a l c s yn t h e s i z e d u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s (b ,c ,d )㊃21㊃王璐等:低品位滑石提纯工艺试验研究2024年4月由图12可知:低品位滑石原料(见图12a)均为块状,大块晶体的尺寸约为20μm;图12b为溶液A溶解后未调整p H合成的高品位滑石,图中有明显的片状结构,该物质为滑石,同时含有大量粉末晶体,晶粒尺寸在10μm以下;图12c为溶液A溶解后调整p H为7~8合成的产物,其中存在大量的片状结构,结构略显模糊,并且几乎没有细小的粉末晶体㊂为了调控产物的形貌,将形成前驱体的温度升高至60ħ,合成的产物见图12d,图中可以看到大量清晰的片状结构㊂2.4.3合成高品位滑石的E D S分析虽然高品位滑石主要为片状结构,但还存在少量块状结构㊂为了进一步探究块状结构的成分,对其进行了E D S定量分析,结果见图13㊂图13合成高品位滑石的E D S能谱F i g.13 E D S s p e c t r u m o f s y n t h e t i c h i g h-g r a d e t a l c由图13可知,合成高品位滑石由O㊁M g㊁S i 三种元素构成㊂元素的质量分数和原子百分数的计算公式分别见式(1)㊁式(2)㊂由式(1)㊁式(2)计算得到滑石的O㊁M g㊁S i平均质量分数理论值分别为50.79%㊁19%㊁29.6%㊂合成高品位滑石质量分数平均值见图14㊂由图14可知,高品位滑石的O㊁M g㊁S i平均质量分数分别为53.83%㊁18.91%㊁27.26%,与理论值接近㊂图14合成高品位滑石质量分数平均值F i g.14 A v e r a g e m a s s f r a c t i o n o f s y n t h e t i c h i g h-g r a d e t a l cω=A rˑ个数M rˑ100%,(1)A t=55原子个数总个数ˑ100%㊂(2)式中,ω为质量分数,A r为相对原子质量,M r为相对分子质量,A t为原子百分数㊂2.4.4合成高品位滑石的热重分析图15㊁图16分别为合成滑石的T G和D S C 曲线㊂图15合成高品位滑石的T G曲线F i g.15 TG c u r v e o f s y n t h e t i c h i g h-g r a d e t a lc图16合成高品位滑石的D S C曲线F i g.16 D S C c u r v e f o r s y n t h e s i s o f h i g h-g r a d e t a l c由图15可知:在100ħ之前样品质量呈现快速下降趋势,80ħ时下降速率最大;合成滑石在20~180ħ区间内的质量损失率为4%,这是合成滑石中物理吸附水的损失所致,而天然滑石在该温度区间内的质量损失率为0.9%[17],这是由于合成滑石比天热滑石更易亲水㊂在180~ 600ħ范围内质量呈缓慢下降趋势,推测该温度范围内的质量损失是由于滑石颗粒薄片边缘的O H-基团(S i-O H和M g-O H)的损失引起的[18];该过程是放热反应,与D S C图中500ħ放热结果一致㊂在600~900ħ范围内,样品质量下降速度加快,在850ħ时质量下降速率最大,这与滑石的脱羟基作用有关,和O K A D A等[19]研究得㊃31㊃2024年第4期I M&P化工矿物与加工第53卷到的在800~1000ħ范围内滑石脱羟基作用结果一致;该过程是吸热过程,与D S C图中850~ 1000ħ吸热结果一致㊂在830~1050ħ范围内发生了热分解反应,与T G曲线形状基本吻合,在此过程中形成了顽辉石㊁无定形二氧化硅和水[20]㊂3结论a.低品位滑石在酸溶过程中,使用水浴加热后再搅拌能使其充分溶解,如使用超声处理,会存在反应不充分的问题㊂b.在脉石矿物菱镁矿(M g C O3)酸溶解过程中,只有达到足够长时间才能使其完全溶解,从而避免对合成滑石产品质量产生不利影响㊂c.通常活性较低的原料通过煅烧可以提高其化学处理活性,由于低品位滑石未煅烧和煅烧后效果差异不大,从降低能耗考虑,优选采用未煅烧原料㊂d.前驱体形成和水热合成反应的温度对产物的合成有很大影响,随着温度的升高,结晶度提高,杂质减少,说明在一定的温度范围内,升高温度有利于晶体的成核和生长㊂e.前驱体形成前体系p H需要调节,若不调节会有大量的S i O2生成,随着p H的增大,产物结晶度提高,副产物减少,说明体系的p H是合成滑石的重要控制条件㊂f.由低品位滑石制备高品位滑石的最佳反应条件为:在80ħ下,低品位滑石酸溶解2h;酸溶后的低品位滑石与硅酸钠在60ħ下,调节体系p H至7~8预反应6h获得前驱体,在水热温度为180ħ㊁水热反应时间为13h的条件下,可以制备出结晶度良好的高品位滑石㊂4参考文献[1]B A Z A R J A,R A H I M I M,F A T H I N I A S,e t a l.T a l c f l o t a-t i o n-a n o v e r v i e w[J].M i n e r a l s,2021,11(7):11070662. 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北方低品位磷矿综合回收利用选矿研究及应用

北方低品位磷矿综合回收利用选矿研究及应用
肪酸类矿浆需要 加温到 3 ℃以上 、需要加碱的 问题。取得 的科研 成果 已经应用 于选矿 实践 ,实现 5
了工 业 化 。
关键词
低品位磷灰石 捕 收剂 综合利用 常温浮选 工业化
文献标识码 :A 文章编号 :10 0 6—5 9 2 0 )0 — 0 7— 4 2 6( 0 7 1 0 2 0
运的 运输压 力 。
2矿石特 征
北方低品位磷矿 ,主要产于超基性- 基性岩- 碱性岩或伟晶岩性 、 碳酸岩类岩石中 。 矿石类型
在我国北方 , 除已探明的具一定规模的产于 碱性杂岩中的矾山磷矿外 , 有一定工作程度的磷
矿主 要集 中在 河北 、 宁 、内蒙 古 ,主要 为赋 存 辽
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第2 9卷
第 1 期






Vb .9 No 1 1 2 .
M a .0 7 r 0 2
2 0 年 3月 07
GEOL OGY OF CHEM I CAL M I RAL NE S
矿石中含 T e1%- 2%、 P0 品位平均 F - 0 含 2 5 0  ̄
为 3士 % ,含 TO % 铁与钛及磷的含量一般 i 2 士; 5
成 正相 关关 系 。
工业生产采用常温浮选工艺回收磷矿物 , 浮
选矿浆不需要加温 、加碱 。 浮选药剂采用常规 、
矿石自然类型一般 为斑杂状钛磁铁矿石 、 斑 杂状磁铁矿矿石 、 块状钛磁铁矿矿石 、 块状磁铁 矿矿石 、片麻状磁铁一 磷灰石矿石和片麻状钛磁
中图分类号:T 8 D9 5
1资源概况
我 国是磷 资源 大 国 ,截 至 2 0 0 5年 底 已查明

开采低品位菱镁矿提炼三水碳酸镁晶的应用基础研究

开采低品位菱镁矿提炼三水碳酸镁晶的应用基础研究

开采低品位菱镁矿提炼三水碳酸镁晶的应用基础研究摘要:菱镁矿是一种镁的碳酸盐,其化学分子式为碳酸镁(mgco3),理论组分:mgo47.81%、co252.19%、密度为2.9~3.1g/cm3,硬度3~5。

菱镁矿根据其结晶状态的不同,可以分为晶质和非晶质两种。

晶质菱镁矿呈菱形六面体、柱状、板状、粒状、致密状、土状和纤维状等,其往往含钙和锰的类质同象物,fe2+可以替代mg2+,组成菱镁矿(mgco3)-菱铁矿(feco3)完全类质同象系列。

非晶质菱镁矿为凝胶结构,常呈泉华状,没有光泽,没有解理,具有贝壳状断面。

菱镁矿加热至640℃以上时,开始分解成氧化镁和二氧化碳。

在700~1 000℃煅烧时,二氧化碳没有完全逸出,成为一种粉末状物质,称为轻烧镁(也称苛性镁、煅烧镁、α-镁、菱苦土),其化学活性很强,具有高度的胶粘性,易与水作用生成氢氧化镁。

在1 400~1 800℃煅烧时,二氧化碳完全逸出,氧化镁形成方镁石致密块体,称重烧镁(又称硬烧镁、死烧镁、β-镁、僵烧镁等),这种重烧镁具有很高的耐火度。

在2 500~3 000℃将重烧镁熔融,经冷却凝固发育成完好的方镁石晶体,称为电熔氧化镁或熔融氧化镁,高温煅烧的氧化镁不易与水和碳酸结合,具有硬度大,抗化学腐蚀性强,电阻率高等特性。

关键词:菱镁矿碳酸镁晶制取法1 菱镁矿的发展历程1800年在国外首先发现了镁的碳酸盐,1808年被命名为菱镁矿,1867年前后才第一次作为碱性的耐火材料来使用。

菱镁矿广泛用于耐火材料、胶凝材料、提取金属镁及化学工业等是20世纪初期的事情。

中国菱镁矿矿床于1913年首先发现于辽宁省盖县转子山,1914年至1924年,先后有20多名日本人对辽宁省营口、海城、辽阳等市县36处矿床(点)和丹东、岫岩、本溪、抚顺等市县6处矿床(点)进行了地质调查。

1935年日本人对山东掖县的菱镁矿也作了调查。

后来,1941年,张丽旭等人对营口水泉堡子、圣水寺等菱镁矿矿床作过调查,1946年姜文运等人对山东菱镁矿进行了调查,并著有《山东掖县粉子山、优游山苦土调查报告》。

辽宁省科学技术厅关于下达2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助资金的通知

辽宁省科学技术厅关于下达2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助资金的通知

辽宁省科学技术厅关于下达2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助资金的通知
文章属性
•【制定机关】辽宁省科学技术厅
•【公布日期】2023.07.21
•【字号】辽科发规〔2023〕36号
•【施行日期】2023.07.21
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】现行有效
•【主题分类】科技成果与知识产权
正文
辽宁省科学技术厅关于下达2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助资金的通知
各市及沈抚示范区科技局,各有关单位:
为深入实施创新驱动发展战略,激发各类创新主体科技成果转化的积极性、主动性,推动科技服务机构及创新载体建设,促进科技成果在我省落地转化和产业化,根据《辽宁省技术创新引导专项计划项目与资金管理办法(暂行)》(辽科发〔2020〕42号)、《辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助实施细则(试行)》(辽科发〔2021〕18号)等文件规定,现将2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助计划项目下达给你们,请严格按照有关制度规定,做好资金使用预算,规范资金管理,提高资金使用效益。

附件2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助项目及资金分配表
辽宁省科学技术厅
2023年7月21日附件
2023年辽宁省科技成果转化和技术转移奖励性后补助项目及资金分配表
一、科技成果转化奖励性后补助项目
二、技术转移示范机构
三、大学科技园
四、众创空间
五、科技企业孵化器
六、专业化众创空间。

低品位菱镁矿资源开发利用研究

低品位菱镁矿资源开发利用研究

加值的 晶须产 品及精 细化工镁盐产 品是低品位菱 镁矿开发利用 的主 要方向。
【 键 词 】低 品 位 菱 镁 矿 ;开 发 ;利 用 关 【 图 分 类 号 】T 8 ; 6 9 2 7 中 D9 5 P 1 .3 【 献标 识码 】A 文 【 章编 号 】 10 —9 8 (0 1 3 0 1-0 文 0 7 3 62 1 ) — 0 7 2 0
3 开 发 利 用 现 状 及 存 在 的 问题 3 1开 发 利 用 现 状 . 菱镁矿主 要用作 耐火材料 , 次用 于化工原料 、 其
附加值 镁盐产 品对原材料要求的不断提高 ,能直接 满
足生产 要求 的菱镁矿 ( 氧化 镁含量4 %~4 .%) 3 7 8 资源
越来越少 。同时 由于菱 镁矿资源的粗放经营 ,导致优 质资源相对短 缺 ,而 占我国菱镁矿储 量 1 3 / 的低 品位
Ab t a t T i p p rs mma i e eb n f i t n a d u i z to f g e i . h u sins r n l z d i h t i ai n s r c : h s a e u r dt e e c a i n t ia i n o n t e T eq e t z h i o l ma t o we ea ay e t eu i z to n l
1 引 言
矿磁选 ;前苏联采用化学选矿法提高天然菱镁矿的纯 度 ,如 盐酸法 、铵法和 碳酸氢 盐法… 。
化学选矿 中的盐酸法虽然反应 时间短 ,提纯效率 较高 ,然而生产工艺复杂 ,同时也会引发环境 问题 ; 铵法提纯不仅需要高浓度的反应原料 ,同时需要在高 温下进行反应 ,能耗高 ,生产成本高 ,不利于工业化
o w— r d g ei . s d o h sa ay i u d b h i i c i n o e eo i g a d u i zn o g a ema n t et a fl g a ema n t e Ba e n t i n l ssi wo l et ema n d r to f v l p n n tl i g l w— r d g ei t o t t e d i t h

添加La2O3对菱镁矿制备烧结镁砂性能的影响

添加La2O3对菱镁矿制备烧结镁砂性能的影响

http://www.nhcl.com.cn 2021/1耐火材料/REFRACTORIES61 添加La2O3对菱镁矿制备烧结镁砂性能的影响王汇平 崔妍 曲殿利辽宁科技大学材料与冶金学院 辽宁鞍山114051摘 要:以低品位菱镁矿为原料,向其添加0~3%(w)的La2O3,于1600℃下保温3h煅烧,测定了烧后试样的体积密度、显气孔率、常温抗折强度等,并分析了烧后试样的物相组成和显微结构。

结果表明:在菱镁矿中添加La2O3,生成的硅酸钙镧矿物相呈树枝状交错分布在MgO晶界处,枝晶增韧,增大了抗折强度。

加入2%(w)La2O3时试样的力学性能最佳,烧结试样的抗折强度达到103.1MPa。

La2O3可以促进方镁石晶粒的生长,当La2O3加入量超过2%(w)时,方镁石晶粒尺寸的增长有减缓的趋势,这可能是由于大量的第二相存在于晶界处,抑制了方镁石晶粒的生长,从而抵消了部分La2O3对晶粒生长的促进作用。

关键词:菱镁矿;La2O3;力学性能;显微结构中图分类号:TF046.4 文献标识码:A 文章编号:1001-1935(2021)01-0061-03DOI:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.01.013 烧结镁砂熔点高、抗渣侵性能强,是基础碱性耐火材料,被广泛应用于电炉、炼钢转炉、炉外精炼、钢包以及回转窑[1-3]。

菱镁矿是生产镁砂的主要原料,但由于多年来过度开采,导致目前我国菱镁矿品位不断下降,生产的镁砂中氧化镁含量越来越低,产品质量越来越差,远不能满足钢铁行业的要求[4]。

烧结镁砂的显微结构和致密性对其使用性能影响较大。

为了改善烧结镁砂的性能,研究人员做了多方面的研究,其中添加烧结助剂是一种有效途径[5-7]。

虽然添加烧结助剂能够促进烧结,但是低熔点相的生成影响材料的高温性能[8-9]。

马鹏程等[9]研究了Y2O3对烧结镁砂的相组成、显微结构和性能的影响。

结果表明,Y2O3的引入使氧化镁的烧结过程存在液相烧结,从而促进了MgO的烧结,提高烧结镁砂的体积密度,且Y2O3与原料中的杂质相SiO2反应生成Y2Si2O7相,使烧结镁砂中的钙硅比和烧结镁砂的高温使用性能得到提高。

菱镁矿的多产品加工利用

菱镁矿的多产品加工利用

菱镁矿的多产品加工利用【摘要】文章介绍了我国菱镁矿资源发展现状、存在的几点问题及菱镁矿的选矿工艺;从资源综合利用的角度阐述联产梯级加工、开发高附加值镁产品及尾矿的合理利用。

【关键词】菱镁矿;利用;选矿;资源综合利用;高附加值产品;尾矿1.我国菱镁矿资源现状及存在的问题我国菱镁矿储量居世界首位,也是我国的优势非金属矿产资源。

截至2000年底全世界已探明储量为100亿吨左右,其中我国所占份额约为31.2%,主要分布在辽宁、山东等地区,西北地区次之。

而辽宁储量最为丰富,约占全国总储量的85.6%;此外,其还具有高品位‘质地优良等特点。

菱镁矿可分为晶质和隐晶质两大类,而隐晶质矿床在我国极少。

菱镁矿大多数被加工为氧化镁产品,制成碱性耐火材料用于冶金工业;部分也用来提取金属镁;还用于化学工业制取镁的化合物;建筑工业上用菱镁矿制含镁水泥等。

然而长期以来弃贫取优的掠夺式开采造成我国高品位菱镁矿资源日益巨减;巨量的低品位矿石未能得到有效的利用,造成资源的极大浪费。

另外,目前国内外对菱镁矿初级原料需求相对减少,对高附加值镁产品需求不断上涨。

而我国科学技术水平制约着我国对高附加值产品的开发。

尽管我们占据着优势的矿产资源,然而形式对我国依然十分严峻。

2.菱镁矿的选矿初加工工艺由于我国菱镁矿资源的特点,我国对菱镁矿选矿工艺的研究落后于某些国家相当长一段时期。

近年来,随着高品位矿石的不断消耗,高附加值产品需求的增长,我国的菱镁矿选矿工艺研究取得了长足的发展,科研工作者做了大量的工作:1965年6月我国海城对菱镁矿进行了热法(焙烧-风选)选矿试验;同年,我国开始了菱镁矿浮选饰演的研究工作;1977年8月及1978年武汉钢铁学院分别对大石桥镁矿进行了浮选提纯实验,是我国菱镁矿选矿基本赶上世界先进水平。

[2]然而,在实际选矿生产中仍然存在着许多的问题。

由于矿石性质的差异机选别条件的制约,选矿方法也各具特色,常见的集中有:热选法、浮选法、重选法、磁选法、静电分选法、化学选矿等。

辽宁省菱镁矿绿色矿山建设规范

辽宁省菱镁矿绿色矿山建设规范

附件辽宁省菱镁矿绿色矿山建设规范(征求意见稿)2021年10月1范围根据《关于推进菱镁产业持续健康发展的意见》(辽政办〔2020〕33号)及《辽宁省绿色矿山建设实施方案》(辽自然资发〔2019〕109号),结合《非金属行业绿色矿山建设规范》(DZ/T0312-2018)和辽宁省菱镁行业现状制定本规范。

本规范规定了菱镁矿绿色矿山建设过程中矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象六个方面的基本内容。

本规范适用于辽宁省行政区域内持有有效采矿许可证的新建、改扩建和生产菱镁矿山(含合并重组)的绿色矿山建设。

2规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。

各文件的最新版本(包括所有的修改版)适用于本规范。

GB 8978 污水综合排放标准GB 12348 工业企业厂界环境噪声排放标准GB 14161 矿山安全标志GB 16297 大气污染物综合排放标准GB 18597 危险废物储存污染控制标准GB 18599 一般工业固体废弃物储存、处置场污染控制标准GB 50070 矿山电力设计规范GB 50187 工业企业总平面设计规范GB 51016 非煤露天矿边坡工程技术规范GB/T 2589 综合能耗计算通则GB/T 13306 标牌GBZ 2.1 工作场所有害因素接触限值第1部分:化学有害因素GBZ 2.2 工作场所有害因素接触限值第2部分:物理因素TD/T 1036 土地复垦质量控制标准DB21/1642-2008 镁质耐火原料及制品单位产品能源消耗限额DB21 3011-2018 镁质耐火材料工业大气污染物排放标准3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。

3.1 绿色矿山在矿产资源开发全过程中,实施科学有序的开采,对矿区及周边生态环境扰动进行有效控制,实现矿区环境生态化、开发方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区社区和谐化的矿山。

3.2 矿区绿化覆盖率矿区土地已绿化面积占可绿化面积的百分比。

大规模利用低品位菱镁矿的可行性研究

大规模利用低品位菱镁矿的可行性研究

中国建材报/2010年/2月/11日/第004版大规模利用低品位菱镁矿的可行性研究余学飞总论辽宁省的菱镁矿是一种优势矿产资源,应该充分利用和加强保护。

目前存在乱采滥掘,资源浪费现象自然很多。

并且很多粉矿、碎矿及低品位矿得不到利用,因此将粉矿、低品位矿重新利用加工成深加工产品玻镁板,将大大增加公司效益。

海城地区菱镁矿资源丰富,居世界首位,已探明储量25.25亿吨,保有储量24.12亿吨。

优质菱镁矿主要用作生产高中档耐火材料和精细化工原料,这是菱镁矿的主产品,也是传统产品。

但生产耐火材料和精细化工原料时对菱镁矿的品质要求很高,硅(Si)、铁(Fe)含量高的矿石都不能使用,即低品位矿石和开采优质矿石的边坡尾矿都不能使用,成为废料抛弃或填埋。

就海城地区而言,氧化镁含量在35%~40%的低品位菱镁矿石在8.4亿吨,且每年开采优质矿石产生的尾矿有200多万吨,如此多的菱镁矿若不能合理利用,既浪费宝贵的自然资源,又污染环境。

菱镁矿经900~1100℃轻烧产生的轻烧氧化镁是生产镁质胶凝材料产品的主要原料。

菱镁矿作为生产镁质胶凝材料的原料,对矿石品质要求较低,且高硅(Si)高铁(Fe)还有利于提高该建材产品的综合质量。

因此利用低品位菱镁矿和边坡尾矿生产用以建材生产的轻烧氧化镁及延伸生产新型建材,是节能减排、综合利废的项目,利国利民。

目前海城地区轻烧氧化镁有一半以上都用于生产镁质胶凝材料建材产品,但其所用矿石仍以高品位菱镁矿为主,与耐火和化工行业争夺资源;且100%的生产工艺都为落后的块装烤窑煅烧,烧过的矿石人工分拣,然后入雷蒙磨粉磨,在磨机出料后直接包装。

这样的生产工艺存在许多缺点:第一是矿石成分波动大;第二是煅烧表里不一致、能耗高;第三是人工分拣,生熟料程度难以界定;第四是粉磨后直接包装,无均化设施,成份波动大,影响使用。

就目前我国工业技术水平来说,大规模利用菱镁矿的低品位矿和边坡尾矿生产用于建材产品的镁质胶凝材料用原料,并延伸生产镁质胶凝材料建材产品,从技术上、工艺上都是可行的。

低品位菱镁矿综合开发利用研究

低品位菱镁矿综合开发利用研究

低品位菱镁矿综合开发利用研究作者:常赵刚张莹莹王亚峰秦纪涛来源:《中国科技博览》2013年第32期摘要:菱镁矿是碱性耐火材料重要的原料之一,辽宁镁质耐火材料占全国耐火材料的40%,但大部分原料为低品位菱镁矿,目前只作为低档耐火材料或建筑材料的原料。

若能运用物理加工方法对低品位菱镁矿进行脱硅除杂,提升低品位菱镁矿的品位,使低品位菱镁矿能应用于高档耐火材料的生产中去,是镁质耐火材料的发展应从源头上去解决的一个重要问题。

关键词:低品位菱镁矿预先分级综合利用中图分类号:TD86 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-023-010.引言镁是冶金工业重要的组成部分,我国的镁资源储量和产量均居世界首位,随着工业技术的发展和冶金等行业对耐火材料的要求越来越高,高品位的菱镁矿将呈现满足不了高温工业对耐火材料的高要求的需求[1]。

目前,提取MgO主要采用手选后直接热选方法,一方面造成环境污染严重,能源消耗高等问题,另一方面矿石中如滑石、绿泥石等有用矿物不能得到有效利用,资源综合利用率低。

应用高效选矿工艺,充分利用高品位菱镁矿资源优势,提高低品位菱镁矿的利用价值,综合利用菱镁矿资源中其他的有用矿物是目前菱镁矿资源开发利用一个值得深入研究的课题。

选用辽宁省营口市南楼经济开发区高庄低品位菱镁矿作为研究对象,旨在探索低品位菱镁矿资源高效合理利用的途径,为菱镁矿选矿确定合理的工艺技术流程,对未来低品位菱镁矿资源的利用和开发提供借鉴。

1. 国、内外菱镁矿研究现状和发展动态1.1 国外研究现状和发展动态重选是利用菱镁矿与脉石矿物的密度差异进行的选矿方法,主要采用跳汰、溜槽、重介质旋流器、重介质锥形分选机等设备选别。

美国华盛顿州的西北镁矿公司采用分离比重限度为0.01kg/cm3±的重液分离比重差为0.02kg/cm3的菱镁矿和白云石,前苏联也成功研制重介质悬浮液选别菱镁矿工艺,精矿产量可增加11.5%。

辽宁某菱镁矿三级风化粉矿除硅提镁试验研究

辽宁某菱镁矿三级风化粉矿除硅提镁试验研究

据统计, 菱镁矿区废弃的有利用价值矿石高达数 千万吨 , 造成了严重的资源浪费和环境污染。因镁质 耐火材料制品对原料的需求越来越高 , 高品位原料供 不应求 , 低品位原料市场萎缩。高品位矿石的过度开 采, 使得优质资源供应紧张 , 对低 品位菱镁矿进行分 选提纯, 既可以提高菱镁矿的综合利用率, 又可以解
13 % , g 9 . % i r d n eid sr x e me tid x so v r g i . % , v r g g 9 .8 i o e tae r c v r aeben .4 M O 341 n cu ea d t n u ty e p r n e e fa ea eSO20 1 h i n 5 a ea eM O 72 % n c nc nrt, e o ey rt ig
rset eyu igterv ref tt nf wset f n me o g e,wot s o cnrtr, dsdu h x meah sht dutr, ep ci l s es- o i o h e e i u hrt me n e t osHCI im ea tp op a a ajs sKD— v n h e l ao l oo t r i c a n a o es o I
关键 词
风化粉矿
除硅提镁 反 浮选 捕收剂
中图分类号 : I 7+ 文献标识码: T 1 3. 0 9 A 文章编号: 0 0 082 1)10 1-4 10 - 9 (020-0 8 8 0
Th m o i g S l o n m pr vngM a ne i m p rm e tS ud n aAisa i g P wd rO r so eRe v n i c n a d I i o i g su Ex e i n t yo r l k n o e e f

高硅低品位菱镁矿反浮选脱硅试验研究

高硅低品位菱镁矿反浮选脱硅试验研究

石、石 英、滑 石 等 相 互 嵌 布,粒 度 粗 大,可 达 几 厘 米。
菱 镁 矿 的 粒 间 和 裂 隙 中 常 充 填 滑 石 、透 闪 石 、白 云 石
等矿物,有的菱镁 矿 被 角 闪 石、黑 云 母 穿 插,还 见 有
菱镁矿颗粒中嵌 布 蓝 晶 石、磷 灰 石 等 矿 物。 菱 镁 矿
主要因素在于矿石中的硅钙杂质含量高。菱镁矿矿 与白云石、石英、滑 石 矿 物 嵌 布 关 系 密 切,不 易 完 全
关键词:低品位菱镁矿;高硅;石英;滑石;反浮选;新型捕收剂 Mmm-10
中 图 分 类 号 :TD923 文 献 标 识 码 :A
0 前 言
菱镁矿是世界上最重要的耐火材料之一。辽宁 菱 镁 矿 的 储 量 、产 量 及 镁 质 耐 火 材 料 生 产 量 、出 口 量 均居世界首位。辽 宁 菱 镁 矿 主 要 分 布 在 海 城、大 石 桥、岫岩等地区,保有储量 25.772 亿 t,约 占 全 国 储 量的85%,约占世界储量的 20%。辽 宁 菱 镁 矿 LM -46 品 级 以 下 菱 镁 矿 约 占 总 储 量 的 60% 以 上 。
石中的含硅杂质 矿 物 主 要 是 石 英、滑 石、透 闪 石、绿 解离,容易混入镁精矿中;矿石中的其它杂质矿物含
泥石等硅酸盐矿物,含钙杂质矿物主要为白云石、方 量低,但粒度不均匀,多嵌布在菱镁矿粒间或包裹在
解石等含钙碳酸盐矿物。中低品位菱镁矿由于硅钙 菱镁矿中。
等杂质含量高而难以满足生产耐火材料和高性能镁 化 工 材 料 的 要 求 ,不 能 直 接 使 用 ,因 此 常 常 被 当 作 废
2 反浮选试验
石 堆 积 ,不 但 造 成 资 源 的 损 失 浪 费 ,而 且 对 环 境 也 造

低品位菱镁矿与硅石制备镁橄榄石的研究

低品位菱镁矿与硅石制备镁橄榄石的研究

r a t n a ih tmp r t r e w e g e i w— rd g e i n i c o n t rl i c . i ei c e s f i h e ci t g o h e e au eb t e n ma n s i l ga ema n st a d s iaf m au a l aW t t r a eo g t ano e l r si hh n l
减 少 天 然 硅 石 的 引入 量 .试 样 序 号分 别 为 2 6号 ~ 样 。混 炼 采用 制 样 机进 行 干法 振 动混 炼 . 混炼 时 间 3mi , n 粒度 小 于 00 4m 质量 分数 为 5 . m 用 7 %的聚 乙
1 J I .… 1 镁 J l 石 3.1 1 I. …J… . . . 0. 一l l 强 4.i l 1 . 0 . . . . 5 i J. ‘ 0 1 .^… I . . .
镁 橄榄 石属碱 性 耐火材 料 .其热 导率 为镁质 耐
火 材 料 的 1 ~ / , 不 水 化 、 学 稳 定 性 好 、 点 / 13 且 4 化 熔
造 成严重 的污 染 。因此 , 对菱镁 矿 风化石 的组 成 针 特 点 .研 究低 品位 菱镁 矿引 入量 对制 备镁橄 榄 石耐
Ab t a t F r tr emae il a r p r dwi w g a ema n s ea d n tr l i c s a mae a s fe t f h d p in s r c : o se i t r sp e a e t l — r d g e i n au a l aa w t r . f c ea o t t aw ho t si r i l E ot o a u t f i h ac n d ma n s o d r r m w—r d g e i nl t c o sa t mi msr cu e, n o m mp r t r mo n g t l i e g e i p w e o l ga ema n s eo t ec n t n , c t tr a d r o t ol c a f o t ai u e e au e

低品位菱镁矿煅烧的新工艺

低品位菱镁矿煅烧的新工艺

摘 要
研究低品位菱镁矿煅烧的新工 艺方法。分别采用低 品位 菱镁矿直接 煅烧 、 与氯化铵混合焙烧、 与添加荆混合煅烧的方法, 使其中的
钙和镁分 离。考察 了工 艺条件 对低品位菱镁矿失重率 、 a O C C 分解率和 Mg O3 C 分解率及煅烧产物物相组成的影响。结果表明, 低品位菱镁矿煅 烧 的适 宜工艺条件 为: 低品位菱镁 矿与质量 分数 为 1 的 Mg l 6 的混合物在 60C-. 烧 2 。在此条件下, 失重率为 2 .%, % C2 HO - 5  ̄ l1 rf  ̄ h 其 36 接近理论
a mmo i m h o de a cn d w i d t e p c i e y whih a m e o ma e c l i n u c l r ,c l i e t a di ve r s e t l , i h i v c i d t k a cum n g e i m e s p r t d a d ma n su b e a a e .Th fe t f e p rme t l e e c so x e i n a c n to so e weg tl s f o g a em a n st , e o o i o a e o Ca o di n n t i h o so l w・ d g e i d c mp st nr t f CO3a d M g i h r e i n CO3a l sp a ec mp sto f ac n dp o u t r swe l h o o ii n o c l i e r d cswe e a s su i d Th e ul h we tt e o t u c li i o d t n fl w— l d g e i r ha,l w— r d g e i sc l i e t 6 0 ̄ f r t d e . e r s t s o d t p i m a c nng c n i o s o s ha h m i o g a e ma n st we e t t o g a e ma n st wa ac n d a 5 C o e e

辽阳市矿产资源节约与综合利用问题对策研究

辽阳市矿产资源节约与综合利用问题对策研究

辽阳市矿产资源节约与综合利用问题对策研究摘要:本文针对本市矿产资源特点及开发利用存在的主要问题,提出矿产资源节约与综合利用方向及循环经济重点示范工程研究项目,探讨了该问题的保证行政措施。

关键词:梯级深加工联产系列产品研究循环经济矿产资源节约与综合利用就是以循环经济原则为指导,将减量化、再利用、再循环应用到矿产资源勘查、开发及后开发阶段,实现矿业开发全过程的循环经济。

1 辽阳市矿产资源特点及开发利用存在的主要问题辽阳市矿产资源丰富,截止2012年底,全市已发现矿产56种,探明的重要矿产地73处,另外发现的重要矿点119个。

其中,大型22处,占重要矿产地总数的30.14%,中型45处,占重要矿产地总数的61.64%。

提交资源储量的矿产38种,开发利用的矿产46种。

在已发现的矿产资源中,能源、黑色金属和非金属矿产资源占主导地位。

基本形成了包括能源、黑色金属、有色金属、贵重金属、稀土元素、冶金辅助原料、化工原料非金属、建材非金属及其它非金属、地下水等十类矿产,多数已开发利用。

本市矿产开发利用现状及存在的主要问题概括有以下几个方面:(1)矿产资源开发环节不连续p2.1 共伴生矿产资源综合勘查评价及综合利用本市加强综合勘查的重点是:煤炭勘查中必须对伴生的煤层气进行综合评价;有色金属勘查中,必须对共伴生的贵金属进行综合评价;灰岩勘查中,必须对熔剂用灰岩、水泥用灰岩等做出综合性评价等。

本市加强综合开采和综合利用的重点是:大型深凹露天矿的高效开采;深部及复杂地下矿的高效、安全开采;采气采煤一体化勘查开发;煤矿瓦斯的综合治理和利用;重点加强铁、铜、铅、锌、金、硼等的综合利用等。

2.2 最大限度的提高资源利用率要加强矿产资源开采回采率、选矿回收率和综合利用率准入管理和监督检查,主要指标不得低于规定的最低限度。

要对入选矿石的类型,选矿工艺、选矿设备和选矿药剂的应用进行可行性论证。

对暂不能综合开采或综合利用的矿产及含有用组分的尾矿,应采取有效保护措施。

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辽宁省地质矿产研究院于1965年在半工业性试验装置上,用 浮选法成功回收了海城范家堡子滑石浮选尾矿中的菱镁矿。 1977年8月武汉钢铁学院对大石桥镁矿级外矿石进行了实验室小 型 的 浮 选 提 纯 探 索 试 验 研 究 , 取 得 了 MgO 含量达97.90%的高纯 镁矿精矿。1978年鞍山钢铁学院对大石桥镁矿的一级菱镁矿粉矿 石进行了实验室浮选探索提纯试验,获得了MgO含量98.13%的 超高纯镁砂。均比国外选矿提高2个百分点,使菱镁矿选矿进入 了世界先进行列。证明菱镁矿的选矿用浮选是有前途的。
特别值得一提的是,近年来,辽宁地质矿产研究院在菱镁矿 方面投入了大量的人力、物力,在菱镁矿选矿方面,取得了重大 的突破。针对海城地区二级矿和三级矿分别进行选矿试验,取得 了 相 当 可 喜 的 成 果 , 精 矿 产 品 MgO含 量 达 9 9 . 3 5 % 的 超 高 纯 镁 砂。按照我国菱镁矿等级标准,MgO含量在98%以上就已达到超 纯精矿的标准。辽宁地质矿产研究院所实现的指标已超过这一标 准,这样就为继续下一步生产精加工产品如药用菱镁矿、食品菱 镁矿提供了保障,也为产品出口提供了有利竞争优势。
我国菱镁矿资源利用近年来,一直处于“一等原料,二等加 工,三等产品”的境地,既是对资源的一种浪费,也是造成企业 经济效益低下的原因,因此有必要加大科技力量的投入,发展技 术含量高的产品。我国浮选法提纯镁砂工艺的成功是选矿史上一 个新的里程碑。通过选矿,得到高质量的菱镁矿精矿粉,从而为 下一步深加工创造了有利条件。可得到耐火材料的高精尖产品如 高纯镁。市场价格极高,可为企业和社会赚取高额利润和外汇。
菱镁矿选矿是和地质因素分不开的,一般来说,镁矿基本呈 层状、团块状夹杂在白云岩中,因区域变质作用,热液活动,使
已有矿体局部白云石、滑石化、方柱石化,使质量复杂化,或在 矿 体 内 部 出 现 石 英 ( 蛋 白 石 ) 白 云 石 、 方 解 石 残 体 , 使 SiO2或 CaO含量增加而影响耐火性能。这些杂质物性、颜色相似,因而 给选矿带来一定困难。幸喜的是菱镁矿和杂质之间,不是隐晶质 的均匀的混合,而是局部性的,可以从采矿中分选。因有用矿物 和杂质矿物是分别结晶,可以单体解离,这就为选矿的成功奠定 了基础。
首先,将原矿石通过破碎设备到一定粒度,通过筛分后,将 最终粒度控制在-2mm,然后通过磨矿设备,使菱镁矿、方解 石、石英、白云石各达到单体解离的粒度,然后进入浮选设备, 合适的选矿药剂,使有用矿物与杂质矿物进行有效分离。使精矿 中有效成分MgO,SiO2,CaO,Fe2O3个指标含量均达到要求。
其次,是浮选工艺的选择与确定。这是试验成功与否的关键 所在,药剂的选择原则在满足指标的前提下,采用经济实用的选 矿药剂降低选矿成本,至少应进行两种技术方案,并进行方案对 比,最终选择最佳工艺方案。药剂主要进行选矿捕收剂及抑制剂 的选择研究,同时进行矿物表面电极电位、表面电性及矿浆 pH值对浮选的影响的研究。
上述各种选矿方法所获得的菱镁矿精矿,煅烧后镁砂中 MgO含量最高为97.84%。其次如土耳其、希腊、和前苏联分别 达到96.64%,96.62%和96.48%。可见虽有进步但提高有限,且 都是浮选法所能得到的指标。进入上世纪80年代,日本、美国等 从海水中提出纯MgO含量高达98.60%的超高纯镁砂,使镁砂提 纯工艺技术推向了新的高峰。但缺点是海水提纯镁砂工艺技术复 杂,能源(石油)耗费多,投资高,特别是镁砂中含有0.06%杂 质硼,对冶炼不利(硼对耐火材料抗高温性能的影响是铁的70 倍)。此外镁砂结构是圆粒状,制砂中压实成砖,性能较差,也 影响耐火材料性能和寿命。
在工艺方案确定过程中,应把浮选中矿的研究作为一个独立 的课题加以研究,研究其粒度组成,浮选状况包括产率、回收 率、品位,在浮选流程中,确定中矿返回的地点,以及研究返回 对精矿质量的影响。
在 菱 镁 矿 精 矿 中 , F e2O 3含 量 要 求 也 是 一 个 极 其 重 要 的 指 标,轻烧镁砂中含Fe2O过3 高,将直接影响到耐火砖的质量。因 此在本项目中,通过选择合适的设备工艺进行Fe2O3的选别也是 一项内容。
2.我国菱镁矿选矿的发展。我国菱镁矿选矿工作的研究,起 步虽然较早,但由于产品市场价格及选矿药剂成本问题,以及选 矿后深加工手段单一落后,使浮选迟迟未能得到有效利用。
1965年6月,海城镁矿对下房身矿床的菱镁矿进行了热法、 焙烧,风选选矿试验。山东掖县镁矿利用热选法生产也获得一定 效果。采用热选法虽然保证纯度,但焙烧要求特级菱镁矿作为原 料,且局限于块状。破碎筛分过程中产生的45%粉矿不能利用, 造成资源浪费。
菱镁矿资源现状
我国菱镁矿资源丰富,储量30亿吨,辽南大石桥、海城地区 勘探出来的有25亿吨。其中,优质矿体很少,仅有大石桥华子 峪、海城镁矿、峰弛三处,其余均为三级品或等外品,等级划 分:MgO≥46%,MgO ≥44%,MgO≥41%三个级品。
而且现在国民经济发展迅速,据开矿企业法人自己描述,现 在海城地区菱镁矿矿山开发以一年一座山的速度发展。优质矿山 日渐枯竭。
菱镁矿的选矿
选矿是将矿山企业予以废弃的不能利用的菱镁矿,通过选矿 加工使之成为出CO2 ,则其中的有害杂质 SiO2, Fe2O3均 富 集 2 倍 , 这 样 就 要 求 在 原 料 中 SiO2 , CaO , Fe2 O 3就不能超标。
采用浮选法与其它方法热法、焙烧、风选等相比,都有优 点,适应性强,适应不同含量的矿石,工艺稳定,最重要的产品 质量好,纯度高。通过浮选降硅、降铁、提镁最终得到的是超高 纯的菱镁矿。例如:我们研究院选冶中心针对海城某企业进行的 选矿试验,最终获得 SiO2:0.04%,0.07%,精矿产率分别75%, 70%,Fe2O3<0.2%。
国土资源 LAND & RESOURCES
★ 文 辽宁省地质矿产研究院 李志锋
菱 镁矿是冶金工业中不可缺少的耐火材料。它有两种矿床 类型,一种是存在于白云石中储量大的层状,团块状矿 床,主要分布在中国、朝鲜、加拿大、澳大利亚等有数国家。另 一种是存在于蛇纹岩、基性岩中的呈蜂窝状矿脉内,储量小,在 希腊、伊朗有之。
菱镁矿加工企业现状
大多数企业产品低级、单一,相当部分仅是开采矿石卖,挣 取少许的加工费。即使不多的加工企业,也是“一等原料,二等 加工,三等产品”,高、精、实产品极少。
由于海城、大石桥地区大部分储量都是三级或是级外品,采 出来也没人要,所以矿山企业就采取采富弃贫,低品位菱镁矿被 丢弃,直接堆入山沟,或占地堆放(仅海城镁矿一家就堆放废石 几百万吨)。造成资源极大浪费,而且形成白色污染,严重影响 当地环境。大家如果过海城路边可以看到,到处堆放白色废弃的 菱镁矿,春天大风一起整个天空白雾一片,且这种局面越来越严 重。
国、希腊、前苏联在菱镁矿浮选试验中又取得了很大进展,得到 较好的结果。
上世纪70年代日本用静电选矿方法进行了菱镁矿选矿试验, 利用矿物整流性的临街电位的不同,在静电选矿机上使不同矿物 分离。
希腊用选择性增强矿物磁性的方法进行磁选菱镁矿的试验; 前苏联为了进一步提高天然菱镁矿的纯度,进行了化学选矿试 验,如盐酸法、铵法和碳酸氢盐法。对于块状菱镁矿的拣选还可 用激光光电选矿技术来代替重介质选矿,激光光电选矿技术是以 不同矿物的化学差异所显示出来的不同反射特征为基础的。
辽宁地区菱镁矿进行选矿工艺方法
通过对辽宁地区菱镁矿进行选矿试验研究,采用合理工艺流 程,合适的选矿药剂,使菱镁矿石与杂质矿物实现有效分离。通 过破碎与磨矿工艺达到菱镁矿独立的结晶粒度。其过程要求“多 破少磨”降低磨矿能耗,找到磨矿时间与磨矿效率得绿最佳比 率。力争在最有效的时间里达到最可观的菱镁矿与石英及白云石 的单体解离度,为下一步浮选作业提供条件。
LAND & RESOURCES
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浮选工艺从最原始到发展至今,已有百年历史。无论从设备 还是药剂都有了突飞猛进的发展,在过去技术上难以处理的矿 种,随着新设备药剂的出现,也都成为了一种可能,这其中菱镁 矿就属于典型的代表。
随着科学技术日益的发展,选矿药剂的研究也取得了突破性 的进展,无论在选矿药剂的机理研究方面,还是在针对特定矿石 的药剂选择方面,都取得了成功。辽宁省地质矿产研究院在这方 面也做了大量的工作,取得了成功。经过大石桥、海城若干矿区 的菱镁矿进行可选性试验,均取得了较好的指标,最终的菱镁矿 精矿品位均在47%以上,SiO2 降至0.1%以下,CaO降至0.5%以 下,Fe2O3降至0.1%以下。
在资源状况上,除少数几个优质矿山外,其余大量的是三级 品和废弃矿。以辽宁海城华林集团下属菱镁矿山为例,此矿区是
我国冶金工业生产镁质耐火材料的大型菱镁矿之一。矿区位于海 城南东,与海城市直距为17公里,由辽宁省地质矿产局第五地质 大队对三个矿体进行了勘探,勘探结果仅此一家企业三级品矿山 总储量达1.8亿吨。
我国菱镁矿资源丰富,质量优良,储量30亿吨,占世界储量 的三分之一,居首位。仅辽南大石桥、海城地区勘探出来的储量 就有25亿吨。包括含MgO≥46%,MgO≥44%,二级品,MgO≥ 41%三级品。而海城矿内2亿吨镁矿有的含镁量高达47.29%,接近 47.62%的理论值。
但随着我国国民经济的快速发展,资源消耗特别是矿产资源 消耗也进入到了快速发展时期,优质矿产资源也随之急剧减少, 矿产资源属不可再生资源,因此对于低等级、低品位矿产资源的 开发利用就显得迫在眉睫。特别是海城地区大部矿山采用传统采 矿方式采富弃贫,低品位菱镁矿被废弃并占地堆放(仅海城镁矿 就堆存几百万吨),造成资源极大的浪费,且形成白色污染,严 重影响当地环境,缩短矿山服务年限。
国内外生产技术发展状况
1.国外菱镁矿选矿的发展。在 1 9世纪初,由于钢产量很低, 镁质耐火材料用量不大,故选择性开采天然优质菱镁矿即可满足 要求。随着冶金工业的高速发展,在20世纪50年代才开始菱镁矿 选矿试验。先后进行的有重选法、热选法和浮选法等。之后美
78 国土资源 (2008年增刊1)
矿床地质 Deposit Geology
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