一種低品位水鎂石製備改性氫氧化鎂阻燃劑方法與流程
2023-05-20 16:40:06
技術領域
本發明涉及氫氧化鎂阻燃劑技術領域，具體涉及一種低品位水鎂石製備改性氫氧化鎂阻燃劑方法。
背景技術：
現有製備氫氧化鎂阻燃劑的方法很多，主要有物理法和化學法兩種方式，物理法是通過對天然礦物水鎂石進行物理深加工製得的，化學法主要是利用化學合成法，即通過利用含有氯化鎂的滷水、滷礦等原料與鹼類在水介質中的反應，化學法大都生產工藝過程複雜，原材料不易獲得，易汙染環境，從工業應用成本的角度考慮是不可接受的。
我們都知道利用水鎂石礦物進行物理法製備氫氧化鎂阻燃劑在很大程度上依賴礦物自身的品位，高品位的水鎂石礦被優先開採利用，但是隨著高品位礦物資源的枯竭，剩下那些低品位的水鎂石礦就需要一個新的工藝將其通過選礦富集，去除夾雜在其中的石英巖類礦物，以達到可利用的價值。特別是對於有特別性能要求的氫氧化鎂阻燃劑，那些低品位水鎂石一般都很難被選用，造成資源的浪費。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種低品位水鎂石製備改性氫氧化鎂阻燃劑方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種低品位水鎂石製備改性氫氧化鎂阻燃劑方法，該工藝是利用低品位水鎂石為原料進行溼法製備氫氧化鎂改性阻燃劑，包括以下步驟：
A.將水鎂石原礦通過破碎機直接破碎成直徑為5~10cm的水鎂石碎石；
B.將步驟A中製得的水鎂石碎石放入溢流式輪碾機內，並通入清水，輪碾機在水環境下對水鎂石碎石進行一系列的碾壓、剪切、破碎，從而製得含粗砂的水鎂石漿液；
C.將步驟B中製得的含粗砂的水鎂石漿液經過沉澱槽沉澱，利用水鎂石礦粒的片狀可懸浮性丟下粗砂，得到水鎂石漿液；
D.將步驟C中製得的水鎂石漿液通過從大到小串聯在一起的水力旋流器組依次進行分級、除砂、提純，從而製得水鎂石提純液；
E.將步驟D中製得的水鎂石提純液泵入到階梯式水池的上部浮選池中，加入一定量的浮選藥劑，攪拌、靜止後進行重力浮選分級，將水池上層的水鎂石提純液分離引入到階梯式水池的下部沉降池中，得到水鎂石精製液，然後將浮選池底層混合有大顆粒水鎂石礦粒和細砂石粒的水鎂石提純液通過池底的管道排出；
F.向步驟E中製得的水鎂石精製液內加入硬脂酸鈉，再加入適量去離子水，並加熱，充分攪拌，持續1小時後自然沉澱，然後濾掉上層的清水；
G.將步驟F中濾水富集後的水鎂石精製液進行壓濾，將壓濾獲得的水鎂石放入到水磨機內，並加入預先配製好的硬脂酸鈉水溶液，並加熱，充分研磨2.5小時後乾燥、超細粉碎後，製得改性的氫氧化鎂阻燃劑。
進一步地，所述浮選藥劑包括碳酸鈉、六偏磷酸鈉和水玻璃，其中六偏磷酸鈉和水玻璃充當分散劑，以使得水鎂石礦粒按照自身徑厚比分層分散懸浮於水中；碳酸鈉用於調節礦漿的酸鹼度，以提高分散劑的分散作用。
進一步地，所述水鎂石提純液的pH值控制在8~10。
進一步地，所述六偏磷酸鈉的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的3‰~4‰。
進一步地，所述水玻璃的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的4‰~5‰。
進一步地，所述水鎂石提純液的濃度控制在10%~20%(質量分數)，若濃度過低，不利於產量的提升，若濃度過高，不利於重力浮選的效果。
進一步地，所述水鎂石精製液內加入硬脂酸鈉的重量為水鎂石原礦重量的0.05-0.1%，並加熱至40-65℃，採用少量硬脂酸鈉進行預反應，為後段工序提供良好快速反應基礎。
進一步地，所述步驟F中濾水富集後的水鎂石精製液中加入的硬脂酸鈉水溶液濃度為10%（質量分數），總重量為水鎂石原礦重量的1.5-5%，並加熱至55-75℃，經過前段工序預反應後，能快速實現表面改性，在基本不增加工藝時間的情況下完成表面改性處理。
本發明的有益效果在於：
本發明採用溼法選礦工藝，工藝流程連貫，使得低品位的水鎂石得到提純，大大提高了水鎂石礦石的資源利用率，並能快速實現表面改性處理，縮短氫氧化鎂表面改性工藝時間。
具體實施方式
本發明具體實施方式採用以下技術方案：
實施例一：
一種低品位水鎂石製備改性氫氧化鎂阻燃劑方法，該方法是利用低品位水鎂石為原料進行溼法製備氫氧化鎂改性阻燃劑，包括以下步驟：
A.將水鎂石原礦通過破碎機直接破碎成直徑為5cm的水鎂石碎石；
B.將步驟A中製得的水鎂石碎石放入溢流式輪碾機內，並通入清水，輪碾機在水環境下對水鎂石碎石進行一系列的碾壓、剪切、破碎，從而製得含粗砂的水鎂石漿液；
C.將步驟B中製得的含粗砂的水鎂石漿液經過沉澱槽沉澱，利用水鎂石礦粒的片狀可懸浮性丟下粗砂，得到水鎂石漿液；
D.將步驟C中製得的水鎂石漿液通過從大到小串聯在一起的水力旋流器組依次進行分級、除砂、提純，從而製得水鎂石提純液；其中，所述水力旋流器組包括Ø300、Ø150、Ø75、Ø50和Ø25五種規格(按照筒體內徑劃分，單位是mm)，按照從大到小的順序，後一個規格的水力旋流器組的數量是前一個規格的水利旋流器組的2倍；所述水力旋流器溢流口的直徑是沉砂口直徑的1.5倍；
E.將步驟D中製得的水鎂石提純液泵入到階梯式水池的上部浮選池中，水鎂石提純液的濃度控制在10%(質量分數)，加入一定量的浮選藥劑，攪拌、靜止後進行重力浮選分級，將水池上層的水鎂石提純液分離引入到階梯式水池的下部沉降池中，得到水鎂石精製液，然後將浮選池底層混合有大顆粒水鎂石礦粒和細砂石粒的水鎂石提純液通過池底的管道排出；其中，所述浮選藥劑包括碳酸鈉、六偏磷酸鈉和水玻璃，其中六偏磷酸鈉和水玻璃充當分散劑，以使得水鎂石礦粒按照自身徑厚比分層分散懸浮於水中；碳酸鈉用於調節礦漿的酸鹼度，以提高分散劑的分散作用；所述水鎂石提純液的pH值控制在8；所述六偏磷酸鈉的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的3‰；所述水玻璃的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的4‰；
F.向步驟E中製得的水鎂石精製液內加入水鎂石原礦重量0.1%的硬脂酸鈉，再加入適量去離子水，並加熱至55℃，充分攪拌，持續1小時後自然沉澱，然後濾掉上層的清水；
G.將步驟F中濾水富集後的水鎂石精製液進行壓濾，將壓濾獲得的水鎂石放入到水磨機內，並加入預先配製好的硬脂酸鈉水溶液，加入的硬脂酸鈉水溶液濃度為10%（質量分數），總重量為水鎂石原礦重量的5%，並加熱至75℃，充分研磨2.5小時後乾燥、超細粉碎後，製得改性的氫氧化鎂阻燃劑。
實施例二：
包括以下步驟：
A.將水鎂石原礦通過破碎機直接破碎成直徑為7.5cm的水鎂石碎石；
B.將步驟A中製得的水鎂石碎石放入溢流式輪碾機內，並通入清水，輪碾機在水環境下對水鎂石碎石進行一系列的碾壓、剪切、破碎，從而製得含粗砂的水鎂石漿液；
C.將步驟B中製得的含粗砂的水鎂石漿液經過沉澱槽沉澱，利用水鎂石礦粒的片狀可懸浮性丟下粗砂，得到水鎂石漿液；
D.將步驟C中製得的水鎂石漿液通過從大到小串聯在一起的水力旋流器組依次進行分級、除砂、提純，從而製得水鎂石提純液；其中，所述水力旋流器組包括Ø300、Ø150、Ø75、Ø50和Ø25五種規格(按照筒體內徑劃分，單位是mm)，按照從大到小的順序，後一個規格的水力旋流器組的數量是前一個規格的水利旋流器組的2倍；所述水力旋流器溢流口的直徑是沉砂口直徑的1.75倍；
E.將步驟D中製得的水鎂石提純液泵入到階梯式水池的上部浮選池中，水鎂石提純液的濃度控制在15% (質量分數)，加入一定量的浮選藥劑，攪拌、靜止後進行重力浮選分級，將水池上層的水鎂石提純液分離引入到階梯式水池的下部沉降池中，得到水鎂石精製液，然後將浮選池底層混合有大顆粒水鎂石礦粒和細砂石粒的水鎂石提純液通過池底的管道排出；其中，所述浮選藥劑包括碳酸鈉、六偏磷酸鈉和水玻璃，其中六偏磷酸鈉和水玻璃充當分散劑，以使得水鎂石礦粒按照自身徑厚比分層分散懸浮於水中；碳酸鈉用於調節礦漿的酸鹼度，以提高分散劑的分散作用；所述水鎂石提純液的pH值控制在9；所述六偏磷酸鈉的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的3.5‰；所述水玻璃的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的4.5‰；
F.向步驟E中製得的水鎂石精製液內加入水鎂石原礦重量0.05%的硬脂酸鈉，再加入適量去離子水，並加熱至40℃，充分攪拌，持續1小時後自然沉澱，然後濾掉上層的清水；
G.將步驟F中濾水富集後的水鎂石精製液進行壓濾，將壓濾獲得的水鎂石放入到水磨機內，並加入預先配製好的硬脂酸鈉水溶液，加入的硬脂酸鈉水溶液濃度為10%（質量分數），總重量為水鎂石原礦重量的1.5%，並加熱至70℃，充分研磨2.5小時後乾燥、超細粉碎後，製得改性的氫氧化鎂阻燃劑。
實施例三：
包括以下步驟：
A.將水鎂石原礦通過破碎機直接破碎成直徑為10cm的水鎂石碎石；
B.將步驟A中製得的水鎂石碎石放入溢流式輪碾機內，並通入清水，輪碾機在水環境下對水鎂石碎石進行一系列的碾壓、剪切、破碎，從而製得含粗砂的水鎂石漿液；
C.將步驟B中製得的含粗砂的水鎂石漿液經過沉澱槽沉澱，利用水鎂石礦粒的片狀可懸浮性丟下粗砂，得到水鎂石漿液；
D.將步驟C中製得的水鎂石漿液通過從大到小串聯在一起的水力旋流器組依次進行分級、除砂、提純，從而製得水鎂石提純液；其中，所述水力旋流器組包括Ø300、Ø150、Ø75、Ø50和Ø25五種規格(按照筒體內徑劃分，單位是mm)，按照從大到小的順序，後一個規格的水力旋流器組的數量是前一個規格的水利旋流器組的2倍；所述水力旋流器溢流口的直徑是沉砂口直徑的2倍；
E.將步驟D中製得的水鎂石提純液泵入到階梯式水池的上部浮選池中，水鎂石提純液的濃度控制在20%(質量分數)，加入一定量的浮選藥劑，攪拌、靜止後進行重力浮選分級，將水池上層的水鎂石提純液分離引入到階梯式水池的下部沉降池中，得到水鎂石精製液，然後將浮選池底層混合有大顆粒水鎂石礦粒和細砂石粒的水鎂石提純液通過池底的管道排出；其中，所述浮選藥劑包括碳酸鈉、六偏磷酸鈉和水玻璃，其中六偏磷酸鈉和水玻璃充當分散劑，以使得水鎂石礦粒按照自身徑厚比分層分散懸浮於水中；碳酸鈉用於調節礦漿的酸鹼度，以提高分散劑的分散作用；所述水鎂石提純液的pH值控制在10；所述六偏磷酸鈉的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的4‰；所述水玻璃的用量控制在浮選池中水鎂石礦粒重量的5‰；
F.向步驟E中製得的水鎂石精製液內加入水鎂石原礦重量0.05%的硬脂酸鈉，再加入適量去離子水，並加熱至65℃，充分攪拌，持續1小時後自然沉澱，然後濾掉上層的清水；
G.將步驟F中濾水富集後的水鎂石精製液進行壓濾，將壓濾獲得的水鎂石放入到水磨機內，並加入預先配製好的硬脂酸鈉水溶液，加入的硬脂酸鈉水溶液濃度為10%（質量分數），總重量為水鎂石原礦重量的2.5%，並加熱至55℃，充分研磨2.5小時後乾燥、超細粉碎後，製得改性的氫氧化鎂阻燃劑。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。