盐酸法处理石棉尾矿生产工艺及设备

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1、盐酸法处理石棉尾矿生产工艺及设备张国臣、李新平一、概述：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。高效综合利用石棉尾矿无论是对于石棉产区经济、社会的可持续发展还是

2、石棉产区的环境保护，都是十分必要的。采用盐酸分解石棉尾矿矿粉，将矿粉中氧化镁转化为氯化镁，经过滤、净化、溶液处理提纯，通过三位一体化工分解炉一步生产出轻质氧化镁。酸浸后的滤渣中的二氧化硅，经过干燥后生产白炭黑。通过对酸浸液净化回收氧化铁，洗涤液生产聚合氯化铝。通过工艺条件生产试验、物料衡算和经济效益分析，我们认为该工艺从石棉尾矿矿粉中制取轻质氧化镁和白炭黑等生产具有流程短、投资少，收率高、产品质量好、不出其它副产品、无环境污染的特点。二、生产工艺介绍某地石棉尾矿成分如下，名称SiO2MgOFe2O3Al2O3CaO烧失量含量38.4338.505.073.231.2513.35

3、1、盐酸浸渍：用盐酸浸渍后得到溶液：MgCI2，FeCI3，AlCI3，CaCI2，和固体SiO2的混合物，将其泵入板框压滤机过滤，得到SiO2滤饼，经洗涤干燥得到SiO2产品，滤液进入PH调节罐。2、氧化铁红：在PH调节罐中（液体MgCI2，FeCI3，AlCI3，CaCI2）加入MgO调节PH值为PH5.5左右，用泵送入板框压滤机过滤得到Fe(OH)3滤饼，经“同步逆位煅烧炉”得到氧化铁红产品。剩余滤液成分为MgCI2，有少量AlCI3，CaCI2，将其存入分解前储罐。3、氧化镁：分解前储罐中的液体，用泵送入“雾神三位一体化工分解炉”，经浓缩、干燥、分解得到MgO和少量Al

4、CI3、CaCI2混合物，尾气由系统风机送入盐酸吸收系统，经吸收系统后得到25%左右的盐酸，将盐酸泵入盐酸储罐，用于浸渍石棉尾矿。将MgO混合物送入氧化镁洗涤罐，洗涤后泵入板框压滤机，由软化水洗涤，洗涤后的滤饼为氢氧化镁，将氢氧化镁滤饼送入“雾神三位一体煅烧炉”，经煅烧得到纯度大于99%的高纯度氧化镁产品。板框洗涤后的液体为AlCI3、CaCI2混合物，将其送入净水剂储罐。4、废水处理：将氧化镁洗液（AlCI3、CaCI2混合液）泵入带搅拌的水处理罐，加入硫酸铝，泵入板框压滤机过滤后除去硫酸钙，硫酸钙作为水泥添加剂使用，液体为AlCI3溶液，经浓缩后聚合生产聚合氯化铝产品。5、

5、工艺流程总图：盐酸反应釜板框压滤机滤液氧化镁SIO2脉冲干燥白炭黑Fe(OH)3板框压滤机三位一体分解炉炉盐酸吸收初级氧化镁软化水板框压滤机氧化镁煅烧炉高纯氧化镁氧化铁红煅烧炉氧化铁红产品三、主要设备简介1、“雾神三位一体化工分解炉”以前国外资料中多次提到用喷雾焙烧法生产氧化镁的介绍，但在设备方面没有详细的说明，导致有工艺没有生产设备，没有很好的投入应用。“雾神三位一体化工分解炉”是利用高温热风作为热源，使氯化镁溶液在高压喷雾的状态下，完成物料的浓缩过程，浓缩后的氯化镁溶液在高压喷雾状态下完成干燥过程并脱除其结构水，得到粉状一水氯化镁，一水氯化镁经关风机进入高温煅烧系统，在煅烧

6、系统，一水氯化镁被分解成氧化镁和氯化氢气体，氯化氢在系统风机的作用下进入盐酸吸收系统，经吸收后尾气排放。高温热风先进入高温煅烧塔，完成氯化镁的分解后，在系统风机的作用下，进入喷雾干燥系统，干燥后的尾气，在系统风机的作用下进入喷雾浓缩系统，浓缩后的低温尾气经高压风机进入盐酸吸收系统，经吸收后尾气排空。系统实现能量阶梯利用，高效节能，热能利用率达到85%以上，由于在封闭状态下工作，不仅自动化程度高，而且工艺过程无污染。热源可以采用煤气、天然气或直燃式热风炉。配置非常灵活。设备的流程图如下：(虚线为干燥气体走向，实线为液体走向）：水蒸汽排空盐酸吸收系统氯化镁液体罐高压泵浓缩塔浓缩后储

7、罐高效收粉器一水氯化镁喷雾干燥塔高压泵化工分解炉高效收粉器高温热源氧化镁包装高压引风机盐酸储罐1、三位一体煅烧炉三位一体煅烧炉是脉冲干燥、悬浮煅烧和流体力学原理的最新科学应用成果，是高效节能的煅烧和化学分解设备。其工艺流程如下：燃气燃烧室高温给料器高压引风机布袋除尘器动态煅烧炉高效收粉器特种关风机高效冷却机成品干燥塔进料机原料滤饼高效收粉器特种关风机连续关风机返料螺旋机预煅烧塔高效收粉器特种关风机以碱式碳酸镁制备高活性轻质氧化镁为例叙述三位一体同步逆位煅烧炉的工艺过程；将碱式碳酸镁滤饼加入定