[发明专利]一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法

说明书

本发明属于尾矿综合利用技术领域，公开了一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法。石棉尾矿经破碎研磨过筛，与碱和含碳材料混合研磨，然后焙烧活化，得到活化残渣；活化残渣经磁选得到铁精粉和硅镁残渣；硅镁残渣用碱液浸渍并过滤分离，得到碱浸溶液和碱浸残渣；碱浸溶液用酸液调节pH值为3～5，通入CO₂得到硅酸胶体；碱浸残渣用酸液溶解得到镁盐溶液，通入CO₂得到碳酸氢镁溶液；将硅酸胶体和碳酸氢镁溶液混合，加入有机发泡剂和固化剂，搅拌混合后蒸发干燥，得到硅镁凝胶。本发明方法获得了有价值的铁精粉，并制取了用途广泛的硅镁凝胶，实现了石棉尾矿的全资源化综合利用。

技术领域

本发明属于尾矿综合利用技术领域，具体涉及一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法。

背景技术

石棉尾矿是石棉矿选矿加工过程中剥离下来的尾渣。石棉尾矿矿山不仅占用了大量的土地资源，造成大气、水体和土壤等环境污染，石棉尾矿中未分离的短纤维容易引起呼吸道疾病，致病石棉尘肺和肺癌，对人类的健康和安全构成严重威胁。因此，对石棉尾矿进行安全环保的处理与处置对于改善人类健康和生态环境具有重要的意义。

由于石棉尾矿中除含有少量石棉外，主要由蛇纹石、水镁石、磁铁矿等构成，化学组成主要为SiO₂(35％～45％)、MgO(35％～42％)，TFe(7.5～28％)，具有资源属性和利用价值。目前对于石棉尾矿具有两方面的综合利用思路，一方面是有价元素的提取，另一方面是加工利用。由于石棉尾矿中含有一定量的铁元素，对石棉尾矿进行磁选提取高品位铁精粉是其中一种资源化利用方向。崔长征等(现代矿业,2011,506:40-41)以含铁量为27.62％的青海石棉尾矿的干式磁选精矿为原料，采用加分散剂的弱磁选工艺，获得了铁品位为63.19％的铁精粉，回收率为74.58％。虽然上述磁选方案中提取了一定品位的铁精粉，然而磁选效率不高，磁选残渣中还含有部分未分离出的磁性组分、非磁性的铁组分以及大量的硅镁残渣。石棉尾矿经过选矿工艺提取铁精粉，最多利用了石棉尾矿中20％的铁精粉，其余80％以上的硅镁残渣仍然含有石棉纤维，属于危险固废。

利用硅元素或者含硅固废制取凝胶材料是重要的硅基利用方式之一。硅凝胶具有凝固剂、止血剂、干燥剂、催化剂、其他催化剂的载体以及无机泡沫建筑材料的前驱体等多方面用途，目前已经被广泛应用，具有良好的市场价值。

专利CN 201310200817.9公开了一种固相硅凝胶的制备方法，以黄沙、河沙、海沙的氧化硅为硅源，加入金属氧化物或者金属盐，混合研磨后与水混合，通过水热法制取硅凝胶。专利CN 201410729837.X公开了一种低压缩形变的双组份加成型高阻燃硅凝胶及其制备方法，该发明将添加了阻燃剂的双组份在平板硫化机上进行模压硫化制备硅凝胶，使硅凝胶的阻燃等级较高，并具有良好的物理性能和工业价值。专利CN 201910943702.6公开了一种用于制备隔热材料的硅凝胶固化剂及其制备方法，以硅凝胶骨架材料为基础，添加填充剂和表面活性剂，水热条件下制备硅凝胶，显著提升了硅凝胶材料的机械性能和保温隔热效果。然而，利用石棉尾矿的硅镁残渣制取硅镁凝胶，目前还未见报道。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法。本发明方法将石棉尾矿进行磁选获得有价值的铁精粉，硅镁残渣分别碳化并加入固化剂、有机发泡剂等助剂，获得可用于无机泡沫建筑材料、凝固剂、催化剂、干燥剂等的硅镁无机凝胶。综合磁性元素提取和硅镁残渣加工利用两方面，实现了石棉尾矿的最大资源化，且具有流程简单、成本较低、安全环保的优点。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种石棉尾矿磁选铁精粉和残渣制取硅镁凝胶的方法，包括如下步骤：

(1)将石棉尾矿经破碎研磨过筛，与碱和含碳材料混合研磨，然后焙烧活化，得到活化残渣；

(2)将步骤(1)的活化残渣采用磁选机进行磁选，得到铁精粉和硅镁残渣；