[发明专利]一种皮江法炼镁还原渣无害化利用方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属冶炼废渣资源化利用技术领域，具体涉及一种皮江法炼镁还原渣无害化利用方法。

背景技术

在皮江法金属镁冶炼过程中，原料白云石是由碳酸镁和碳酸钙复合碳酸盐组成，纯镁元素约占12-13%左右，剩余部分50%左右的碳酸根及29-31%的氧化钙，一般采用硅铁作还原剂。而还原剂中有效成份为硅元素，约占还原剂的75%左右，还原反应式如下：

还原过程中，在高温下，硅铁中的硅和氧化镁中的氧结合成二氧化硅，氧化镁被还原为单质镁蒸汽，经冷凝后收集成为金属镁粗结晶，而产生的二氧化硅则与未反应的氧化钙反应生成硅酸钙（硅酸一钙、硅酸二钙，也可能还会生成硅酸三钙）及未反应的游离氧化钙、氧化镁及游离硅铁，反应进行的程度受温度、真空度、反应物料加工的细度，反应时间长短等诸多条件决定，为了促使反应的进行，一般还要在物料中添加矿化剂萤石粉促使反应速度加快。在目前的生产条件下，一般还原反应的转化率为80-90%左右，镁还原渣中残余氧化镁一般为5-10%左右，这种渣中残余的氧化镁和二氧化硅结合生成硅酸镁，渣中大部分为硅酸钙，硅酸钙有较强的凝胶性，是水泥的主要成份，而水泥加砂子、骨料和水进行水化而成混凝土，但是硅酸镁混合在硅酸钙中，硅酸镁水化后会发生晶体转化，发生膨胀，而使凝胶状的硅酸钙及混凝土发生崩溃强度降低，而使混凝标号降低。

由于皮江法炼镁还原渣中含有大量硅酸钙，本是水泥的最佳原料，但由于残余氧化镁的存在而不能大量用于水泥生产，只能在水泥熟料中掺入10-15%用作混合材加入或用作低标号的砌筑水泥。

中国是全世界最大的金属镁生产国。年产量约为80-100万吨，吨镁副产还原渣为6.5-7吨，由于渣中氧化镁的存在而不能用水泥生产，有的水泥厂有少量加入，以降低生产成本为目的，而大部分还原渣不能被利用而带来环境污染。

发明内容

本发明针对炼镁还原渣中氧化镁的存在而不能有效利用的问题，提供一种皮江法炼镁还原渣无害化利用的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种皮江法炼镁还原渣无害利用的方法，包括如下步骤：

第一步，将皮江法炼镁产生的还原渣通过保温车维持在排出状态的温度，加入三相电弧炉中；

第二步，三相电炉升温至1500℃以上，使还原渣达到熔融状态后，得到熔融渣，熔融渣从电炉口排出；

第三步，排出的熔融渣通过6500Pa-10000Pa高强风急冷后吹至收集筒中或通过0.35-0.5MPa高压水激冷水淬后流入集渣池中；

第四步，通过从收集筒上方进入到收集筒中而废气进入收集桶的布袋除尘器的空气过滤熔融渣或通过捞渣机捞出流入集渣池的水淬渣后通过250-300℃烘干；

第五步，收集筒中的熔融渣过滤后，从收集筒下口排出，得到矿棉，用作制备保温材料或烘干后的水淬渣进入研磨机磨至300目以上，用作水泥原料。

本发明的有益效果如下：

把这种含有5-10%氧化镁的新鲜还原渣维持在或接近排出状态的温度，再进行升温加热使其熔化为液体状态后急速降温，使其成为玻璃体，玻璃体的渣中硅酸镁不会发生晶体转化而发生崩溃。由于这种还原渣经过了高温熔化，反应更加完全、彻底，经过快速冷激后生成的玻璃体凝聚物质性能更加强化，用这种玻璃体不会发生转晶粉化，用于建筑、交通等行业，市场广阔，前途无量。

而把这种高温熔融的还原渣料经过高强风急冷，又可制成矿棉，用作保温材料和轻体墙体材料，市场也是极为广泛的，这样就为金属镁行业的最大固体废物排放难的老大难问题打开了彻底解决之路，为金属镁行业健康发展找出一条新径。

附图说明

图1为本发明还原渣处理工艺流程图。

具体实施方式

实施例1，

第一步，将皮江法炼镁产生的还原渣通过保温车维持在排出状态的温度，加入三线电炉中；

第二步，三线电炉升温至1500℃以上，使还原渣达到熔融状态后，得到熔融渣，熔融渣从电炉口排出；

第三步，排出的熔融渣通过6500Pa-10000Pa高强风急冷后吹至收集筒中；

第四步，通过从收集筒上方进入到收集筒中而废气进入收集桶的布袋除尘器的空气过滤熔融渣或通过捞渣机捞出流入集渣池的水淬渣后通过250-300℃烘干；

第五步，收集筒中的熔融渣过滤后，从收集筒下口排出，得到矿棉，整理粘接制成矿棉毡、套、筒等材料。

实施例2，

第一步，将皮江法炼镁产生的还原渣通过保温车维持在排出状态的温度，加入三相电炉中；