[发明专利]一种矿物和/或固废中二氧化硅的脱除方法

说明书

本发明提供了一种矿物和/或固废中二氧化硅的脱除方法，所述方法包括：焙烧含氟添加剂与矿物和/或固废的混合物，含氟添加剂与矿物和/或固废中的二氧化硅反应，得到焙烧产物；其中，所述矿物和/或固废中的二氧化硅是指矿物和/或固废中的晶态二氧化硅和/或非晶态二氧化硅。所述方法工艺简单，适应性强，二氧化硅的去除率高，副产物通过简单的方法即可脱除，焙烧产物经后处理能够使有价元素或矿物富集，极大地促进工业应用。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用技术领域，涉及一种矿物和/或固废中二氧化硅的脱除方法。

背景技术

目前，低品位矿石或固废(含金、银、铝、铁、锌、铅、铜、锡、钒、钛等金属的矿石、尾矿或冶炼废渣以及高岭土、粉煤灰、煤矸石)中的有价组分含量低且分散，有价元素需经过冗长的过程才能被提取。因提取利用价值低，大量的低品位矿石或固废被堆存或排放，对环境和人体造成严重危害，迫切需要开发出可高效利用低品位矿石或固废的方法。值得注意的是，低品位矿石或固废中含有大量的晶态/非晶态二氧化硅，若能通过简单有效方法将低品位矿石或固废中的二氧化硅脱除，使有价组分得到富集，将会解决低品位矿石或固废的资源化利用难题。

以粉煤灰为例，粉煤灰是一种燃煤高温燃烧后的固体废弃物，目前已成为我国工业固废物的最大单一污染源，大量粉煤灰的排放和堆存对环境和人体危害严重。在我国的内蒙古中西部和山西北部等煤电区域发现了氧化铝含量高达50％粉煤灰，相当于中等品位的铝土矿中的氧化铝含量。然而，该粉煤灰中二氧化硅含量也达到40％，铝硅比低，不能作为拜耳法提取氧化铝的原料。因而若能将粉煤灰中的二氧化硅去除，不仅能得到高铝硅比的富铝资源，而且能够解决粉煤灰资源化利用难题。

目前，科研人员已对粉煤灰中晶态和非晶态二氧化硅脱除进行了大量的研究，脱除方式通常采用碱溶液浸出或酸碱联合浸出方式。如CN103274419A公开了一种高铝粉煤灰中非晶态二氧化硅的脱除方法，提出先将高铝粉煤灰以质量比为1:3放入循环母液中，循环母液中氢氧化钠浓度为110～140g/L，在反应温度为40～50℃，反应时间为20～24h的条件下进行脱硅预处理。然后提高温度至90～95℃，反应4h后分离得到脱硅粉煤灰。CN104591196A公开了一种粉煤灰碱溶预脱硅的强化方法，该方法先将粉煤灰氢氧化钠溶液和添加剂按照合适的比例在反应釜中低压进行反应，然后液固分离，得到硅酸钠溶液和脱硅渣。尽管这些方法能取得一定的脱硅效果，但二氧化硅脱除效率低，且会有沸石副产物生成，缩小了产物的应用范围。尽管这些方法能取得一定的效果，但二氧化硅脱除效率低，铝硅比仅能提高到2.1左右。

如何研发一种工艺简单的且能高效脱除晶态和非晶态二氧化硅的方法，是目前粉煤灰资源化利用迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种矿物和/或固废中二氧化硅的脱除方法，所述方法工艺简单，适应性强，二氧化硅的去除率高，经过简单的后处理还能够得到有价组分含量高的产物，进而能够用于有价组分的提取。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种矿物和/或固废中二氧化硅的脱除方法，所述方法包括：焙烧含氟添加剂与矿物和/或固废的混合物，含氟添加剂与矿物和/或固废中的二氧化硅反应，得到焙烧产物；

其中，所述矿物和/或固废中的二氧化硅是指矿物和/或固废中的晶态二氧化硅和/或非晶态二氧化硅。

所述方法将矿物和/或固废与含氟添加剂进行焙烧，含氟添加剂作为活化介质，能够充分与晶态和非晶态二氧化硅反应，得到含有含氟硅副产物——含氟硅酸盐和/或气态氟化硅，含氟硅酸盐可溶于水，气态氟化硅为气体，莫来石不溶于水，经过简单的后处理(浸出或气固分离)即可将含氟硅副产物去除，得到硅含量显著降低而有价组分充分富集的固体产物，工艺简单，适应性强。