[发明专利]一种金属镁冶炼渣的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于镁冶炼废渣和工业废弃资源化回收利用领域。主要涉及皮江法炼镁固体废渣和工业废气结合回收利用的方法。

背景技术

在皮江法金属镁冶炼过程中，每生产一吨金属镁排出１－1.5吨煤气炉渣，0.2-0.35吨左右精炼渣，7-8吨还原渣。这些渣中，煤气炉渣主要为二氧化硅和三氧化二铝，还有少量氧化铁和碳渣；精炼渣中主要含有较多的水溶性氯化物，如氯化镁、氯化钾、氯化钠和氯化钡，还有氧化镁及15-20％的氟化钙；还原渣中主要含有氧化钙、二氧化硅、氧化铁和氟化钙，还有未反应的氧化镁。这些渣有单独排放的，也有混合排放的，这些渣中的氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁和氟化钙都是水泥生产的主要成分，其中的含量基本符合或接近水泥生产配料中的硅钙比、硅铝比等几个主要配料参数，完全可以成为水泥生产中的石灰石、粘土、铁矿粉和萤石等化石原料的替代品。但是由于皮江法炼镁精炼渣中含有水溶性氯化物和氧化镁，另外还原渣中残余的氧化镁均为水泥生产的有害物质，为其生产中需要严格控制的指标。

附表一、煤气炉渣成分

附表二、精炼渣成分

附表三、还原渣成分

对于以上金属镁冶炼渣处理目前有以下几种方法：

对于煤气炉炉渣目前主要用作粘土砖和水泥生产的原料。

对于精炼渣，利用废硫酸处理含有水溶性氯化物的渣，提取硫酸镁和制取镁冶炼熔剂。但其体系复杂，氯化物和硫酸根分离困难，还有可能生成氢氟酸和氟化镁等复杂物质，具体操作比较困难。目前尚未利用，都被无规则排放，严重污染环境和地下水。

对于还原渣单独利用目前有以下几种方法：

1、用作镁渣水泥生产

该方法工艺简单、投资省，但是由于还原渣中氧化镁含量超过硅酸盐水泥生产标准，渣中的氧化镁和二氧化硅产生容易转晶的硅酸镁，造成混凝土后期强度低，安全性差。另外由于镁还原过程中原料加工细度偏低，造成接触不充分、转化率低，游离氧化镁和氧化钙偏高，还原焙烧温度达到1200℃以上，造成氧化钙、氧化镁过烧，水化性变差，水化时间延长至数天，水泥产品成型养护期间，这部分游离氧化钙、氧化镁发生水化、产生溃散，造成混凝土安定性差。因此，水泥产品质量差，销路不畅，企业效益不佳。

2、制作蒸养砖

同样由于渣的特性，所制成的蒸养渣砖容易开裂和抗冻性变差，难以推向市场。

3、用作碳化砖砌块生产。见朱广东2005年1月26日ZL02135468.5《皮江法炼镁渣制砖制备方法》。该法主要利用渣中游离氧化钙和氧化镁与镁生产烟气在一定湿度下进行碳化固化定型原理制成砖或砌块，该产品因碳化又成为碳酸岩产品，密度较大，单砖质量过重，也难以推向市场。

4、用作低标号砌筑水泥

本方法工艺简单、投资省，但产品销售半径小，价值低，也无法广泛推广。

5、用于酸性土壤改良剂

由于含有碱性氧化钙和氧化镁，可作为酸性土壤改良剂。由于我国酸性土壤主要分布在江南地区，而金属镁厂主要分布在山西、陕西、内蒙、宁夏、新疆等地，运输距离过远，也没有推广使用。

由于金属镁厂冶炼渣目前没有有效的大量利用，只能就地堆放、填埋、填沟等，占用大量土地，造成环境严重污染、土壤碱化，大气粉尘严重超标。同时由于金属镁冶炼和其他如合成氨生产、生物发酵及其他化工、冶金行业又排放出大量的二氧化碳气体，对大气造成严重污染。

发明内容

针对上述存在的问题，我们寻求一种能够把金属镁冶炼废渣和工业废气能够结合在一起进行综合处理，并能达到废物的资源化回收和循环利用，化害为利，造福人民。

为此目的，我们提出一种利用热水浸提出渣中水溶性氯化物，再用工业废气中的二氧化碳和水在高压条件下生成碳酸，浸取渣中不溶的氧化镁，使其生成水溶隆的重碳酸盐，从渣中分离出来，从而除去渣中的氧化镁。除去水溶性氯化物和水不溶性氧化镁的冶炼渣再和镁生产过程中煤气炉炉渣(含有大量二氧化硅和氧化铝及氧化铁)混合一起用于水泥生产。我们选择最经济的提取工艺，其工艺流程如下：

一种金属镁冶炼渣的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)粉碎：取金属镁精炼渣粉碎至10-30目；

(2)热水浸取：将粉碎至10-30目的渣加入浸取槽中，加入渣体积4-5倍的75℃以上的热水进行搅拌溶浸，搅拌桨转速2-30转/Min，浸取时间1-2小时，得浸取混合液；

(3)过滤：将浸取后的浸取混合液过滤得过滤渣；