一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法與流程
2023-04-27 09:57:36 2
本發明涉及一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法的方法，屬於資源環境領域。
背景技術：
紅土鎳主要成分為Ni、SiO2、MgO、Fe2O3、Al2O3、CaO等，其中Si含量一般為3-35wt％，溼法冶鎳時，常用硫酸(或者鹽酸)酸浸，酸浸廢渣的主要成分是SiO2，含量可達60-90％，同時含有少量Mg、Al和Ca等成分，這部分基本都作為廢渣堆放，佔用大面積土地，耗費巨大而且汙染環境。近年來隨著國家對清潔生產的要求提高及人們環保意識的增強，國內外關於廢物處理和再生利用的各項法規逐步實施，對廢物的處理要求也越來越高，冶鎳企業廢渣資源化處置勢在必行。廢渣中矽資源化的利用，既可以減少廢渣處置費用，又可以產生新的效益，符合循環經濟的理念和清潔生產要求。
低碳環保、節能減排是世界各個國家經濟可持續發展的基本準則。隨著社會的發展及生活水平的提高，人們的環保和健康意識明顯增強，對居住環境的舒適度和安全性要求越來越高。室內溫度、空氣相對溼度、空氣品質是居住舒適度的重要環境參數。當室內溫度為20-23℃、相對溼度為50-60％、VOC含量低、負離子含量高時，人體感覺舒適，有益健康。為了實現建築節能，利用相變潛熱來實現能量的儲存和利用，有利於開發環保節能型的相變複合材料，是近年來材料科學和能源利用領域一個十分活躍的科學前沿。
目前在建築領域中應用的硅藻泥是現代家居裝修非常流行的一種家居環保壁材，作為新型塗料的典型代表，其主要成分是硅藻土。硅藻泥被稱為是「最環保的泥」，具有消除甲醛、淨化空氣、調節溼度、釋放負氧離子、防火阻燃、牆面自潔、殺菌除臭等諸多功能.
硅藻土是一種具有生物結構的巖石，屬於粘土礦物的一種，由古代硅藻的遺骸組成，其化學成分主要為SiO2，還含有少量Al2O3、CaO、MgO等，另外還含有少量有機雜質。由於硅藻土中含有有機質等較多雜質，製備硅藻泥時，往往需要進行酸浸除雜、煅燒、粉碎、配製等工序，以保證硅藻泥的品質。
紅土鎳礦酸浸廢渣，其成分與硅藻土主要成分相近，產生的過程也經過粉碎、酸浸等工序，關鍵工序與硅藻土相同。矽渣經過酸浸也是多空結構，活性高；但是由於溼法冶鎳對矽的孔隙度沒有特別要求，也沒有對雜質針對性處理，這部分廢渣達不到硅藻土的性能，也不能直接用於硅藻泥；採用合理方法對廢渣處理後，直接生產硅藻泥，可以產生巨大的經濟效益和社會效益。
技術實現要素：
本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法，該方法利用廢渣經過調配、研磨、乾燥、復配等工序，低成本生產符合建築要求的硅藻泥產品；該方法工藝簡單、成本低、產品質量可靠，有巨大的經濟效益和社會效益。
本發明的技術方案：
一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法，步驟如下：
1)在攪混器加入紅土鎳礦酸浸矽渣和滑石粉，同時加入3-20wt％稀硫酸，攪拌均勻，得到固液混合物；
2)將上述固液混合物輸送到膠體磨，研磨至固體顆粒粒徑為2-40微米；
3)將上述研磨後的固液混合物加入分散劑和短纖維，攪拌均勻後進入脫水機進行固液分離，並水洗固體物至pH為6-9，酸洗液及洗水用於回收硫酸鎂產品；
4)將上述水洗合格的固體物在100-500℃進行烘乾乾燥至水分含量<3％；
5)烘乾物加入熟石膏，經粉碎包裝製得符合建築要求的硅藻泥。
所述步驟1)紅土鎳礦酸浸矽渣、滑石粉與酸液的質量比為1：(0.1-1.0)：(0.5-2.0)。
所述步驟3)中分散劑為MF(亞甲基雙甲基萘磺酸鈉)、木質素磺酸鈉、焦磷酸鈉和矽酸鈉中的一種或兩種以上任意比例混合物，其用量為固液混合物總量的0.1-5wt％；所述短纖維為碳纖維、矽酸鋁纖維、硫酸鎂晶須和氧化鎂晶須中的一種或兩種以上任意比例混合物，其添加比例為固液混合物總量的0.1-4wt％。
所述步驟5)熟石膏與烘乾物的質量比為1：(2-8)。
一種所製備的酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的應用，用於家居裝修用環保壁材，方法是直接加水使用或者調配各種顏色及助劑後使用。
本發明的有益效果是：
1)本發明釆用溼法研磨，減少了矽渣烘乾的費用，同時矽渣與滑石粉混合研磨，可以使固體物粒徑均勻，提高產品質量；利用硫酸助磨可去除雜質，提高固體顆粒孔隙率，酸液主要成分為硫酸鎂，可以資源化回收硫酸鎂肥料；減少環保處置費用。
2)本發明在固液混合態加入分散劑和短纖維，充分混勻後便於硅藻泥提高施工效率；本發明製造硅藻泥成本低，使用效果好，對溼法冶鎳廢渣處置有巨大經濟價值，同時本發明對其他含矽廢渣的資源化利用有借鑑意義。
附圖說明
圖1是本發明工藝流程圖。
具體實施方式
以下通過實施例進一步說明，但不構成對本發明的限制。
實施例1：
一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法，步驟如下：
1)在攪混器加入1000Kg紅土鎳礦酸浸矽渣(幹基計算)和500Kg滑石粉，同時加入濃度3wt％的稀硫酸1500kg，攪拌均勻，得到固液混合物；
2)將上述固液混合物輸送到膠體磨，研磨到直到固體顆粒粒徑為5微米；
3)將上述研磨後的固液混合物加入10kg分散劑MF和30kg矽酸鋁纖維，攪拌均勻後進入脫水機進行固液分離，並水洗固體物至pH為7.5；酸洗液及洗水用於回收硫酸鎂產品；
4)將上述水洗合格的固體物在120℃進行烘乾60分鐘，乾燥到水分為2％；
5)烘乾物加入300kg熟石膏，經粉碎包裝製得1800kg符合建築要求的硅藻泥，該硅藻泥可以直接加水使用或者調配各種顏色及助劑後使用。
實施例2：
一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法，步驟如下：
1)在攪混器加入1000Kg紅土鎳礦酸浸矽渣(幹基計算)和500Kg滑石粉，同時加入濃度為5wt％的稀硫酸1300kg，攪拌均勻，得到固液混合物；
2)將上述固液混合物輸送到膠體磨，研磨到直到固體顆粒粒徑為4微米；
3)將上述研磨後的固液混合物加入15kg分散劑木質素磺酸鈉和30kg碳纖維，攪拌均勻後進入脫水機進行固液分離，並水洗固體物至pH為7.5；酸洗液及洗水用於回收硫酸鎂產品；
4)將上述水洗合格的固體物在130℃進行烘乾60分鐘，乾燥到水分為1.5％；
5)烘乾物加入320kg熟石膏，經粉碎包裝製得1820kg符合建築要求的硅藻泥，該硅藻泥可以直接加水使用或者調配各種顏色及助劑後使用。
實施例3：
一種酸浸紅土鎳礦矽渣生產硅藻泥的方法，步驟如下：
1)在攪混器加入1000Kg紅土鎳礦酸浸矽渣(幹基計算)和500Kg滑石粉，同時加入濃度為10wt％的稀硫酸1200kg，攪拌均勻，得到固液混合物；
2)將上述固液混合物輸送到膠體磨，研磨到直到固體顆粒粒徑為6微米；
3)將上述研磨後的固液混合物加入10kg分散劑焦磷酸鈉和20kg硫酸鎂晶須，攪拌均勻後進入脫水機進行固液分離，並水洗固體物至pH為7.6；酸洗液及洗水用於回收硫酸鎂產品；
4)將上述水洗合格的固體物在150℃進行烘乾50分鐘，乾燥到水分為1.7％；
5)烘乾物加入350kg熟石膏，經粉碎包裝製得1850kg符合建築要求的硅藻泥，該硅藻泥可以直接加水使用或者調配各種顏色及助劑後使用。
上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。