一种蛇纹石的活化焙烧方法 |
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| 申请号 | CN202110559488.1 | 申请日 | 2021-05-21 | 公开(公告)号 | CN114890824A | 公开(公告)日 | 2022-08-12 |
| 申请人 | 若羌县圣地石棉尾料再利用科技开发有限公司; | 发明人 | 慕湧; 李秉勃; 田富才; 王力; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种蛇纹石的活化 焙烧 方法，包括以下步骤：S1、预处理，对蛇纹石进行 破碎 形成达到第一预设目数的小颗粒蛇纹石；S2、 磁选 收集，对小颗粒蛇纹石进行磁选，筛选出重金属；S3、焙烧，将磁选后的小颗粒蛇纹石、石灰石以及活化剂按预设比例组成的 生料 投入 回转窑 进行焙烧，小颗粒蛇纹石中的 石 棉 纤维 转化为再结晶的矿物，待提取的SiO2、MgO、CaO受热进行晶型转变以及 碳 酸盐分解，持续焙烧回转窑内的小颗粒蛇纹石进行固相反应和烧成反应后冷却成熟料；S4、破碎及 研磨 处理，对熟料进行破碎和研磨，形成达到第二预设目数的微量元素粉。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蛇纹石的活化焙烧方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种蛇纹石的活化焙烧方法技术领域背景技术[0002] 蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物, 蛇纹石的结构常会有卷曲状，像纤维一样,这样的蛇纹石常被当作石绵用。块状或纤维状的蛇纹石都会具有光泽，块状如蜡，纤维状如丝。人们将蛇纹石当作建筑用材料，有些可当作耐火材料，颜色好看的还可以制成装饰品或工艺品。除此以外，蛇纹石还可用来制造化肥。每生产一吨石棉，就产生40吨尾矿的蛇纹石废弃物。由于蛇纹石中尾矿的主要成分为3MgO·2SiO2·2H2O或者MgO【Si4O10】(OH)8，同时含有Cr、Ni、Co、Fe等重金属元素。在分离出重金属元素后，MgO和SiO2是植物所需要的中量元素肥料，作为含有中微量元素的肥料使用。 [0003] 但是，传统的蛇纹石中由于各种元素成分及结构关系复杂，要大量分离出各种重金属以及提取特定金属成分，存在极大难度。目前针对石棉尾矿的利用主要分为三个方面：一是从中回收有用的矿物成分；二是将石棉尾矿用于建筑材料的生产；三是提取尾矿中的有价元素。这些方法虽然可在一定程度上实现对石棉尾矿的利用，但基本还是不能有效减少对环境的危害，或者是对尾矿的利用不够充分，或者是所得产品附加值不高，经济效益不佳，因而都不能很好的解决石棉尾矿的综合利用问题。 发明内容[0004] 本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种蛇纹石的活化焙烧方法，利用回转窑煅烧生产矿物质中微量元素粉，同时可副产铁合精粉，先进可靠，生产设备也可以使用已有的国产设备，投资少，效益高。为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：一种蛇纹石的活化焙烧方法，包括以下步骤： S1、预处理，对蛇纹石进行破碎形成达到第一预设目数的小颗粒蛇纹石； S2、磁选收集，对小颗粒蛇纹石进行磁选，筛选出重金属； S3、焙烧，将磁选后的小颗粒蛇纹石、石灰石以及活化剂按预设比例组成的生料投入回转窑进行焙烧，小颗粒蛇纹石中的石棉纤维转化为再结晶的矿物，待提取的SiO2、MgO、CaO受热进行晶型转变以及碳酸盐分解，持续焙烧回转窑内的小颗粒蛇纹石进行固相反应和烧成反应后冷却成熟料； S4、破碎及研磨处理，对熟料进行破碎和研磨，形成达到第二预设目数的微量元素粉。 [0005] 进一步的，所述步骤S1具体包括：S11、蛇纹石原料的收集，收集废弃的石棉尾矿作为蛇纹石原料； S12、破碎，对蛇纹石原料进入鄂式破碎机进行破碎； S13、研磨，对经破碎后的蛇纹石原料进行球磨机研磨，磨至190—220目的小颗粒蛇纹石。 [0007] 进一步的，所述步骤S3具体包括：S31、材料准备，准备按预设比例配置的磁选后的小颗粒蛇纹石、石灰石和活化剂组成的生料，准备煤粉做为焙烧材料； S32、煅烧还原，将生料投入回转窑用煤粉进行煅烧，小颗粒蛇纹石中的石棉纤维转化为再结晶的矿物组织，待提取的SiO2、MgO、CaO晶型转变进行还原反应，碳酸盐分解； S33、持续煅烧，生料在回转窑内进行固相反应和烧成反应，形成熟料； S34、熟料冷却，从回转窑移除熟料并对熟料进行冷却。 [0008] 进一步的，所述步骤S3 中预设比例为磁选后的小颗粒蛇纹石、石灰石、活化剂的比例分别为65%、35%、5%。 [0009] 更进一步的，所述步骤S3 中将生料投入回转窑之前还包含一个预热步骤，将生料与热气流进行热交换，磁选后的小颗粒蛇纹石中的碳酸盐进行分解。 [0010] 进一步的，所述煤粉准备过程具体为：将原煤烘干并研磨成细粉。 [0011] 进一步的，所述步骤S4具体为:S41、对冷却的熟料进行研磨，达到第二预设目数的微量元素粉； S42、对微量元素粉进行打包存储。 [0012] 更进一步的，所述第二预设目数为180‑200目。 [0013] 采用本发明技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过磁化脱重去除石棉尾料中有害重金属，将有害重金属作为铁合精粉产品；利用回转窑高温活化煅烧改变石棉纤维属性，消除了石棉废物对环境的污染威胁，用于生产中微量元素肥，提高农作物吸收率；通过本发明的方法，采用石棉尾矿与石棉尘混合的石棉尾料为蛇纹石原料，利用回转窑煅烧生产矿物质中微量元素粉，同时可副产铁合金粉，实现了将石棉尾料变废为宝，应用于农林牧行业以及工业，避免了矿物质资源的浪费，有效减少了环境污染。附图说明 [0014] 图1是一种蛇纹石的活化焙烧方法的流程图。 具体实施方式[0015] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述说明，使得本发明更加清楚、明白。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0016] 如图1所示，本实施例涉及一种蛇纹石的活化焙烧方法，包括以下步骤。 [0017] 第一步、预处理，对蛇纹石进行破碎形成达到第一预设目数的小颗粒蛇纹石。具体为:收集蛇纹石，将蛇纹石先进入鄂式破碎机进行破碎，破碎后的蛇纹石送入球磨机研磨，磨至200目（第一预设目数）左右的小颗粒蛇纹石。由于金属元素聚集在蛇纹石中，相互胶着粘性大，直接大块的蛇纹石磁选比较困难，通过预处理分割成小颗粒的蛇纹石。采用两级磨矿。 [0018] 第二步、磁选收集，对小颗粒蛇纹石进行磁选，筛选出重金属。具体为：球磨机出料过程中物料再经过皮带磁选机选出铁、镍、铬、钴。收集磁选机选出的铁、镍、铬、钴等金属，与铁元素富集的这些金属形成一种副产品即为铁合金粉产品，其中的铁、镍、钴具有磁性被回收，可以作为铁合金粉产品，而不具有磁性的铬粉末则单独收集（采用0.08mm方孔筛对筛经磁选后的小颗粒蛇纹石）。将剩余尾矿砂即磁选后的小颗粒蛇纹石进入配料站库内储存。 [0019] 第三步、焙烧，将磁选后的小颗粒蛇纹石、石灰石以及活化剂按预设比例组成的生料投入回转窑进行焙烧，小颗粒蛇纹石中的石棉纤维转化为再结晶的矿物，待提取的SiO2、MgO、CaO受热进行晶型转变以及碳酸盐分解，持续焙烧回转窑内的小颗粒蛇纹石进行固相反应和烧成反应后冷却成熟料。具体为：S31、准备蛇纹石、石灰石、活化剂三种原材料按65%、35%、5%的比例组成的生料，准备煤粉做为焙烧材料； S32、煅烧还原，将生料投入回转窑用煤粉进行煅烧，小颗粒蛇纹石中的石棉纤维转化为再结晶的矿物组织，待提取的SiO2、MgO、CaO晶型转变进行还原反应，碳酸盐分解； S33、持续煅烧，煅烧时间≥40min，生料在回转窑内进行固相反应和烧成反应，形成熟料； S34、熟料冷却，从回转窑移除熟料并对熟料进行冷却。冷却得到的熟料即为矿物质中微量元素粉作为植物肥料使用。 [0020] 在回转窑高温焙烧中，温度从800度逐步升高到1300度，这时残留在蛇纹石中的石棉开始转变，在高温下还原成硅酸盐结晶体，去除重金属的蛇纹石粉末经高温焙烧形成烧结块。由于蛇纹石生料含多种金属元素，温度过高及过低都不利于不同元素之间的分离。 [0021] 在经过上述回转窑的煅烧还原反应后，尾料中间的纤维成为再结晶的矿物组织，消除了石棉纤维对于环境的危害。同样在煅烧状态下，矿物中间的SiO2、MgO、CaO 等晶体结构在高温下发生晶型转变，成为结构简单的晶体结构。 [0022] 准备煤粉做为焙烧材料，煤粉采用优质深井原煤，热值采用26237Q(KJ/kg)，使用煤磨粉磨至0.05mm方孔筛筛余≤8%的煤粉。 [0023] 步骤三中，生料需要进行预热然后入窑煅烧，首先和热气流进行热交换，进行碳酸盐分解，然后进行料气分离，最终入窑煅烧，分解后的的物料在窑内进行固相反应和烧成反应，形成熟料，熟料进入篦冷机冷却。 [0024] 第四步、破碎及研磨处理，对冷却后的熟料进行破碎和研磨，形成达到第二预设目数的微量元素粉。具体是将经第三步的焙烧步骤后的烧结块进行破碎研磨，优选采用两段研磨机（即粗磨和精磨）磨至达到180 200 目，烘干后就获得了合格的中微量元素粉(肥)。~ [0025] 本方法中，工艺技术的反应机理如下：球磨机内的机械力化学反应：MgO[Si4O10]（OH）8→3MgO·2SiO2+2H2O 回转窑内的局部反应：3MgO·2SiO2→3MgO+2SiO2 硅镁石液化反应：MgO·SiO2（s）→MgO·SiO2（l） 固态下的分解反应：MgO·SiO2（s）→MgO（s）+SiO2（s） 高温下的二氧化硅的晶型转变反应，肥效反应：αSiO2（s）→βSiO2（l）采用本实施例的蛇纹石的活化焙烧方法，依据节能环保的原则，通过磁化脱重去除石棉尾料（蛇纹石）中有害重金属，利用回转窑高温活化煅烧法改变石棉纤维属性，消除了石棉废物对环境的污染威胁，得到微量元素粉作为肥料，提高农作物吸收率。 [0026] 本方法主要通过“磁化脱重”、“高温活化”两部分对蛇纹石进行加工，石棉尾矿经过磁选后可以有效的去除重金属，并与铁元素富集形成副产品铁合精粉，除杂后的尾砂加入石灰石、活化剂后进行高温煅烧，使得产品中增加了Ca 元素，实现了石棉尾矿中间SiO2、MgO、CaO 等矿物质的晶体结构重组，成为能够被植物吸收的肥料组分。同时经过高温煅烧能有效的增加矿物质活性，使得产品中的矿物质中微量元素更容易被植物吸收。 [0027] 需要说明的是，上述实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本发明还可以包括更多其他等效实施例，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。 |
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