制备和提高镁质原料的新技术

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1、制备和提高镁质原料的新技术一、高纯镁砂的制备1菱镁矿的深加工我国是菱镁矿资源大国，辽宁省海城、大石桥一带菱镁矿储量达25亿t，长期以来的块矿开采使大量粉矿抛弃矿区，无法利用。吉林大学研究了一种综合选矿提纯方法，用一级菱镁矿粉矿作原料，生产MgO＞99%的高纯镁砂。生产工艺如下：原料采用一级菱镁矿粉矿，粒度范围为0～15mm，其主要矿物为菱镁矿、白云石，次要矿物为滑石、斜绿泥石，微量矿物有石英、透闪石、方柱石以及褐铁矿、黄铁矿等。MgO及有害成分SiO2、CaO、Fe2O3、Al2O3等在矿石中分布均匀，并无明显富集现象，有害元

2、素钙、铁以类质同象和微细机械包体形式存在于菱镁矿晶格中。工艺流程：图1以菱镁矿制备高纯镁砂工艺流程图1.1浮选一级菱镁矿粉矿经磨矿（-200目占70%）后，采用单一反浮选流程，用盐酸、六偏磷酸钠、十二胺作为浮选药剂，pH为6.5～7，进行二次粗选、一次扫选、一次精选，可得浮选精矿。1.2焙烧浮选精矿经过滤、干燥后进行焙烧，焙烧温度控制在900～950℃，焙烧时间为70min，焙烧气氛为弱还原气氛。通过焙烧使矿样中的黄铁矿、褐铁矿等铁矿物转化为磁铁矿等强磁性矿物，以有利于磁选除铁，并且这个温度也有利于CaCO3的分解，防止过烧及

3、欠烧，有利于化学选矿除钙。1.3磁选采用湿式磁选机，先用弱磁选除去磁铁矿、磁黄铁矿等强磁性矿物后，再用强磁选除去褐铁矿、菱铁矿等弱磁性矿物。1.4化学选矿提纯磁选后的矿样放人电动搅拌器，进行化学除钙，采用阳离子交换树脂732，粒度为0.8～1.2mm，按每千克干矿样用100g离子交换树脂的用量加入到电动搅拌器中进行搅拌，搅拌时间为30min，使其充分反应，反应后筛分分离矿浆和离子交换树脂。1.5轻烧及重烧化学提纯后的矿浆经过滤、干燥后进行轻烧，轻烧温度850～900℃，然后进行压球，于l700℃进行重烧，得高纯镁砂。从以上可以

4、看出，菱镁矿粉矿的主要杂质为铁、钙、硅、铝化合物，浮选方法去除硅化合物和铝化合物效果较好，但是对钙化合物和铁化合物去除效果不好。经过焙烧后，采用磁选方法可降低矿样中铁含量，进过化学提纯，可降低钙含量。本提纯方法可用矿山废弃的一级菱镁矿粉矿生产MgO>99％的高纯镁砂，使菱镁矿资源得到完全利用，最大限度地提高回收率，并且离子交换树脂可以重复使用，降低生产成本，为菱镁矿的深加工提供了途径，为缺少优质菱镁矿石的耐火材料企业提供了一种有效的方法。二海水镁砂的开发2.1普通海水镁砂的生产方法目前采用的海水、石灰法生产氢氧化镁的方法示于图

5、2。获得优质氢氧化镁的方法有：①去除原料石灰石中的杂质；②去除海水中的杂质以及碳酸成分；③改善生成氢氧化镁的沉淀性和过滤性。用贝肯巴哈竖窑等烧成的生石灰在旋转消石灰器中熟化成石灰乳。但是这种石灰乳的质量对生成的氢氧化镁的质量有很大的影响。因此，没有热分解而残留下来的碳酸钙（CaCO3）和粗粒部分的杂质用离心式分离机等去除这种精制的石灰乳。图2氢氧化镁的制造方法去除海水中CO2成分的方法，第一是碱法，即如图2所示的加石灰乳，作为碳酸钙除去。第二是酸法，即添加酸作为碳酸气除去。酸性法去除CO2成分的比率高（95％）。碱性法具有的优

6、点是：当海水通过碳酸钙沉淀槽时，可同时降低SiO2和Al2O3等杂质成分，CO2含量可降低到10mg/kg以下。海水-石灰法所生成的氢氧化镁是浆液状，一次颗粒直径较小，为0.1μm左右，其存在的问题是于浓缩机中的浓缩性、沉淀性、去除盐类以及过滤性。为此，通过氢氧化镁的晶种循环和添加凝结剂，使二次颗粒直径为2～3μm，问题得到解决。镁砂的烧结工艺示于图3。根据镁砂的质量可分为一级烧结法和二级烧结法。从海水镁砂工业开发之初到1955年，一直是将氢氧化镁块直接投入烧成炉进行烧结。投入氢氧化镁块，为了提高烧结性，对添加矿化剂和高温烧成

7、进行了研究。1955年开始采用将氢氧化镁块干燥、加压成型后进行烧结的方法。随着氧化镁含量的提高，自1957年开始将氢氧化镁块轻烧，将所得氧化镁进行加压成型、烧结，以实现高密度化。轻烧炉使用的是赫式多膛焙烧炉和回转窑；成型机使用的是压球机等高压成型机；烧成炉使用的是竖窑和回转窑。氧化镁含量97％以下的镁砂在1500～1800℃进行烧结；98％以上的高纯镁砂在1900～2100℃进行烧结。图3海水镁砂的生产方法2.2海水镁砂质量方面的问题及改进据相关文献报道，镁砂的B2O3含量、CaO/SiO2比对镁砂高温强度有一定的影响，B2O

8、3含量越高，高温强度就显著降低。对于海水镁砂而言，调整CaO/SiO2之比比较容易，但是海水中所含的硼成分被生成的氢氧化镁所吸附，所以海水镁砂中混入硼是不可避免的。因此，一般认为海水镁砂的高温性能不如天然品中纯度较高的希腊产天然镁砂。去除或降低B2O3含量的方法，工业性方法如