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蛇纹石及石棉尾矿综合利用与深加工技术成果简介

时间:2017-11-12 19:07 点击: 次来源:网络整理

1.1成果技术特点及创新

采用酸浸、滤洗、控制碱析氢氧化以及酸浸渣碱溶、滤洗、稀酸法控制沉析二氧化硅工艺,并在碱析和稀酸沉析过程中适时进行表面处理或表面改性,制备超细氢氧化镁和超细高比表面积二氧化硅。主要特点及创新是:①集成化学浸取和分离技术、粉体表面处理技术和产品粒度及形貌控制技术等多种技术原理;②采用氧化和碱析脱除浸取液中的杂质并回收蛇纹石中的;通过采用稀碱沉淀氢氧化铁和对滤饼的打散洗涤减少氢氧化镁在氢氧化铁中的挟带率;③Mg(OH)2沉淀过程中通过及时的表面处理控制沉淀物粒径、防止粒子在陈化和干燥中形成硬团聚体;④将浸取镁盐后的滤渣碱溶除杂或纯化,制备高分散性超细白炭黑或多孔二氧化硅功能材料。

1.2主要技术指标

中试产品及综合利用产品的产出率(以加工1000kg原矿计)及主要技术指标:

方案一(主要产品为超细氢氧化镁和超细白炭黑,超细氢氧化镁通过简单处理可生产高纯度超细氧化镁):

(1)产出率

超细氢氧化镁3450kg,原矿中Mg(OH)2回收率385%;超细白炭黑3300kg,原矿中SiO2回收率380%;铁镍混合物120~150kg;硅镁渣(可利用)约100 kg。

(2)主要技术指标

①超细氢氧化镁:中位粒径(d50)1.0~3.0 mm,Mg(OH)2=98±0.5%,白度>93.0;

②超细白炭黑:BET比表面积150~450m2/g,孔体积0.47~1.01cm3/g ,平均孔径30~80?,干基SiO2含量为399%,白度393.0;

③铁镍混合物:Ni31.3%;TFe 340.0%。

方案二(主要产品为超细氢氧化镁和多孔二氧化硅,超细氢氧化镁通过简单处理可生产高纯度超细氧化镁):

(1)产出率

超细氢氧化镁3450kg原矿中Mg(OH)2回收率385%;多孔二氧化硅3420kg,原矿中SiO2回收率399%;铁镍混合物120~150kg。

(2)主要技术指标

①超细氢氧化镁:中位粒径(d50)1.0~3.0 mm,Mg(OH)2=98±0.5%,白度>93.0;

②多孔二氧化硅:BET比表面积3300m2/g;SiO2含量385%;颗粒内部孔隙发达,孔径分布范围主要集中于0.45~2nm。

③铁镍混合物:Ni31.3%;TFe 340.0%。

1.3成熟程度及技术鉴定情况

2002年以来,本研究室对石棉尾矿(主要矿物成分为蛇纹石)及蛇纹石矿进行了较深入的实验室研究;2004~2006年在科技部中小企业创新基金及甘肃省地方政府的支持下在甘肃阿克塞哈萨克自治县建立了日处理1吨左右石棉尾矿的中试线,进行了三次以上的中试研究和中试生产;并于2005年通过了教育部组织的技术成果鉴定,鉴定结论达到国际先进水平。目前,针对蛇纹石矿的酸浸分离氧化镁、分离镍铁产物、制备超细氢氧化镁和白炭黑、高比表面积多孔二氧化硅以及高比表面积二氧化硅的吸附特性、在废水处理、高性能混凝土、改性沥青中的应用等已进行较深入的前期基础研究,分别在非金属矿、过程工程学报、硅酸盐学报、化工矿物与加工、中国科学E辑等核心刊物以及第24届国际选矿会议上发表论文10多篇,并有多篇被SCI、EI、ISTP收录。

该项技术的核心内容已获一项发明专利(一种石棉尾矿综合利用的方法,①一种利用石棉尾矿制备片状纳米氢氧化镁和球形纳米白炭黑的方法,申请号200610140458.2,已公开;②一种用石棉尾矿酸浸渣制备硅质多孔材料的方法,申请号200810222081.4;③一种综合利用蛇纹石酸浸渣填充改性道路沥青的方法,申请号200910148507.0)。并被甘肃省科技厅、人事局和知识产权局共同组成的知识产权表彰工作委员会评为“甘肃省十五期间十大优秀专利”。专利号ZL03157398.3;授权公告日2005年11月2日)和3项发明专利申请(

1.4市场前景

本项目主要产品(高纯超细氢氧化镁、超细白炭黑或多孔二氧化硅)具有良好的市场前景。

由于低烟无毒、与环境友好以及良好的填充性能,超细无机阻燃剂将是未来用量增长最快的阻燃材料,超细氢氧化镁是目前市场用量仅次于氢氧化铝的无机阻燃剂之一。据预测,美国无机添加型阻燃剂年均需求增长率将达到7.5%左右,其中超细氢氧化镁将的增长率将达到10.0%左右;西欧无机添加型阻燃剂年均需求增长率将达到7.0%左右,其中,氢氧化镁的年均增长率将达到8.0%左右;我国无机添加型阻燃剂年均需求增长率将达到12%左右, 2010年我国无机添加型阻燃剂的需求量将达到24万吨以上,其中超细氢氧化镁的需求量将达到8万吨左右。因此,超细氢氧化镁在阻燃材料领域具有良好的市场前景。此外,氢氧化镁还可以进一步用来生产氧化镁和金属镁。由于镁的特殊性能,金属镁在压铸件方面,尤其在汽车工业的消费前景非常看好,预计在今后的若干年内将以15%~20%的速度递增,价格也将看涨。

本项目超细氢氧化镁市场定位:电缆、塑料、涂层材料等的阻燃剂以及(石)油(产)品添加剂。

超细白炭黑目前已经在汽车轮胎、涂料、硅橡胶、特种功能橡胶、电子信息材料、功能化纤材料、新型塑料材料、树脂复合材料,彩色喷墨打印纸等领域多有应用。并且,应用范围越来越广,用量越来越大。目前国内普通级别白炭黑基本能满足国内市场需求,亦有部分出口。但是,1μm左右的超细白炭黑和纳米白炭黑产量小。目前,国内市场需要的高档超细和纳米白炭黑主要靠进口。随着我国国民经济持续发展和高新技术产业快速发展,改造传统材料和开发高技术功能性新材料、新产品的步伐必将加快,超细和纳米白炭黑作为一种应用广泛的重要功能性粉体化工材料,其需求也必将快速增长,预测到2010年,对超细和纳米白炭黑的需求量将达到12万吨左右。

本项目超细白炭黑市场定位:功能塑料、乳胶、硅橡胶、彩喷纸、化纤填料、油漆、涂料和油墨(增稠剂和消光剂) 等。

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