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山东边角料采用选金工艺

添加时间:2015/01/06 页面更新:2019/09/16 关键词:山东边角料采用, 选金工艺, 工艺采用

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中国氯氧化锆生产主要采用碱熔湿法工艺,该工艺具有产品质量稳定装置规模大等优点,但不足是有大量的酸性锆硅渣和低浓度碱性废液排放。锆硅渣由于处理技术难度大和运行费用高,中国企业现仍主要采用堆积或填埋处理,但这样的处理方式不仅是对地球有限资源的浪费,也易对堆积地的水源土壤造成二次污染。大量未合理利用的废渣和废液也使氯氧化锆生产成本增加,而且氯氧化锆生产排放锆硅渣的处理已成为制约企业发展的瓶颈。此外,随着锆制品和材料的大量应用,每年产生大量的锆加工废料,如锆人造宝石加工磨削废料二氧化锆复合耐火材料废料等。因此,研究合理经济处理各种锆渣(液)的工艺技术,是保障中国锆资源合理利用促进锆生产和加工企业健康发展的基础,其研究工艺的推广和应用具有重要的现实意义。

锆废料资源品种及化学成分目前数量较大的锆废料资源品种有:氯氧化锆生产排放酸性含锆硅渣二氧化锆人造宝石加工磨削渣二氧化锆复合耐火材料废料等。

其中含锆复合耐火材料又分ZrO系,AlO-ZrO-SiO系,ZrO-MgO-CaO系,ZrO-MgOAlO系,ZrO-MgO-CrO系,MgO-C-ZrO系等。表锆废料资源化学成分w/%中国氯氧化锆年生产能力已达万t,生产企业每生产t氯氧化锆成品约副产湿锆硅渣t,稀碱液m。

山东边角料采用

山东边角料采用

目前研究的锆渣(液)处理工艺分为类:一是稀碱液单纯澄清浓缩后制偏硅酸钠或水玻璃,锆硅渣堆积处理;二是用稀碱液先中和部分锆硅渣,中和液经浓缩得到水玻璃和回收部分锆英砂,浓缩得到的水玻璃进一步配料制备偏硅酸钠,锆硅渣被部分回收;三是锆硅渣稀碱液各单独处理,稀碱液浓缩制水玻璃,锆硅渣处理制白炭黑或回收锆英砂。

目前中国生产企业较多采用锆硅渣稀碱液单独或部分中和的上述一二类工艺路线,稀碱液已得到较好的利用,但锆硅渣仍主要采用堆存处理,大量堆存的锆硅渣已成为制约企业发展的严重问题。氯氧化锆上述第三类工艺路线锆硅渣的处理又分为两种:一是先硅后锆路线,先将锆硅渣中的活性硅转化为可溶性硅实现硅锆分离,达到锆回收的目的;二是先锆后硅路线,先利用锆硅渣中锆硅密度或磁性等物性的不同在分散后进行锆硅物理分选分离,再将提取锆后的硅渣按活性硅转化为可溶硅路线加以利用。先硅后锆工艺制备白炭黑利用湿法氯氧化锆工艺排放的副产锆硅渣为原料制取白炭黑。由图可知,锆硅渣中含的锆主要是碱熔未分解的锆英砂,所含硅主要为无定形的SiO,并且SiO在湿样中呈松软团聚的胶凝体,比表面积大活性高,活性SiO在碱性溶液中易转化为可溶性硅酸钠,有利于与其他固体杂质进一步分离。与由水玻璃为原料制白炭黑工艺相比,用锆硅渣制白炭黑技术关键是锆等杂质的分离,产品白炭黑中的锆等杂质含量对产品性能影响较大。文献对种直接制白炭黑工艺进行了比较,认为直接中和法沉淀法制备的白炭黑品质指标都达不到国家标准,推荐采用离子交换法工艺。

选金工艺

其具体工艺步骤为:硅锆渣→回转式烘于→超声破碎→活性锆硅渣→搅拌(加水氯化铵)→硅溶胶(去杂)→阳离子交换(加NaOH絮凝剂聚乙二醇)→阴离子交换→洗涤离心分离→水合二氧化硅呻煅烧→破碎→白炭黑成品。偏硅酸钠偏硅酸钠分子通式为NaSiO·nHO,n取-,常见的有无水五水九水偏硅酸钠。

其采用的工艺路线为将氯氧化锆生产排放含NaO,SiO的稀碱液首先经澄清处理,使其达到清澈透明,控制悬浮物质量分数≤%,g/(NaO)≥%溶液密度≥g/cm;再用稀碱液中和洗涤酸性锆硅渣,进一步回收部分硅,经分离热压溶解过滤得到高硅钠比n(SiO)/n(NaO)的稀水玻璃,其锆硅渣预处理流程如图(略)。处理渣液时混合液固体物质的质量分数为%-%,混合液经浓缩除去过量的水分,当溶液温度达到-含固质量分数达到%-%时,冷却,加入适量粒径-mm的五水偏硅酸锕晶种和成核助剂。先锆后硅工艺氯氧化锆排放锆废渣先锆后硅工艺路线是先提取锆,利用锆硅渣所含锆硅的密度或磁性的不同进行锆硅物理分选分离;然后将提取锆后的硅渣按上述白炭黑或偏硅酸钠工艺再加以利用。先锆后硅重选工艺先锆后硅重选工艺原理主要是利用被分选物质的密度差和粒度不同达到分选分离目的。由图锆硅渣X射线衍射分析,锆硅渣中的锆主要为ZrSiO,硅主要为无定形的SiO,二者相对密度分别在.6和.左右,密度差大于,经分散后具有较好的分选分离效果。

工艺采用

先锆后硅重选设备可用类型较多,如摇床隔膜或活塞跳汰机螺旋选矿机溜槽(包括尖缩或扇形)离心选矿机等。先锆后硅磁选路线先锆后硅磁选路线主要是利用锆硅渣所含ZrSiO,SiO的比磁化系数不同达到锆硅分离目的。ZrSiO属弱磁性物,SiO属非磁性物,二者的比磁化系数分别约为-cm/g和-cm/g,能采用合适的湿式强磁选机达到有效分离锆硅的目的。其切割打磨下来的废料分为两种:一种为大块废料,可以重新回炉;另一种为粉状料,由于掺杂了打磨切割工具的磨损大气粉尘及地表杂物等,难以回炉再拉制新的立方氧化锆晶体,只能沉积在废料沉淀池中再利用。磨削渣利用过程中产生的锆硅渣能按以上氯氧化锆排放锆硅渣先硅后锆或先锆后硅处理工艺使锆硅分离,得到的硅溶液可进一步制备白炭黑或偏硅酸钠。含锆耐火材料废料利用技术含锆复合耐火材料是耐火材料中的重要品种,在冶金工业炉衬浇注料滑动水口连铸模等中有重要应用。

含锆复合耐火材料中使用的锆根据品种可采用锆英砂或二氧化锆为原料,经配料烧结同其他组分结合形成各种不同性能的耐火材料。

湿法粉碎主要采用搅拌磨,干法粉碎经粗碎后可采用球磨冲击或气流粉碎方式,但球磨和冲击粉碎常引入额外铁等杂质。

但由于中国锆资源的局限,自产锆矿仅占总消费量的/,按现GDP发展速度和进口比例测算,如无新的锆矿源,约可保障中国国内a使用,如以零进口为基数估算,则保障程度仅为0a左右。中国目前锆矿资源需求大量依赖国外,进口锆英砂价格已由世纪年代初的元/t左右上涨到05年的价元/t。由于锆是重要的战略物资,一旦国外执行限制出口政策,中国锆产业将处于半瘫痪状况,将对中国国民经济发展和国防建设产生重大影响。随着中国资源综合利用环境保护力度的加强,锆废料资源利用技术研究日益得到人们的重视,在工艺技术的研究和推广中必须注意以下问题:)加强应用基础研究,开发适销对路产品。锆废料资源的有效综合利用必须有大量的试验研究做后盾,只有在对废料特性充分了解的基础上,才能开发出适销对路的产品,满足企业,市场的需要。锆废料资源处理技术的实际应用必须首先考虑技术实施后的经济和社会效益,研究工艺在经济社会效益方面没有优势,这项技术是没有生命力的。

经济社会效益必须靠产业化建设和装置规模体现,尤其对锆废料资源的利用只有达到一定的装置规模,经济效益才能更好体现,这需要解决工艺工程化过程中的瓶颈,并使研究的综合利用技术在实践中不断得到完善。锆废料资源是资源也是污染源,许多有害元素在加工处理后在废料中被富集,如放射性强腐蚀性等,不合理的工艺会产生新的污染源,给进一步处理增加更大的难度。

锆废料资源同时也是许多稀有贵重元素的富集地,如从磨削渣耐火材料废料中回收钇等,有价元素在渣中得到富集,使提取更为经济。研究的目的在于应用,国家应在废料资源技术开发推广利用政策上进一步加大倾斜力度,使利用工艺的研究得到更好的资助,将技术尽快完善以便推广应用。

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