[发明专利]一种镁渣造粒方法

说明书

本发明提供了一种镁渣造粒方法，包括如下步骤：第一步：将废弃玻璃与硼砂按质量比为20～50:1的比例混合，然后将混合料进行破碎、球磨，获得镁渣优化剂；第二步：以煅烧白云石、硅铁还原剂、矿化剂为金属镁生产原料，在此金属镁生产原料中加入一定量镁渣优化剂并混合均匀，形成混合料；第三步：将混合料置于还原罐中，按皮江法炼镁，在炼镁过程中，金属镁以蒸汽形式分离出，废渣被镁渣优化剂形成的液相包裹，经自然冷却后形成硬壳体，最终获得粒状镁渣。本发明工艺简单、成本低廉，不仅可以依托金属镁冶炼过程一步完成镁渣的造粒结块，同时还可以降低矿化剂的用量。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，特别是一种镁渣造粒方法。

背景技术

我国是世界上最大的金属镁生产国，近年来我国的镁产量已经达到全世界总量的70％以上，我国的宁夏、陕西、山西等省份是主要的金属镁产出地，而目前大部分金属镁的生产均使用皮江法，皮江法炼镁是目前最成熟的方法。皮江法炼镁使用的原材料为白云石和还原剂硅铁，将煅烧以后的白云石与硅铁混合，然后和矿化剂(CaF₂)按照比例研磨混合压制成球，再将料球装入还原罐中，在罐中经过高温和高真空(1200℃，13Pa)，发生反应形成镁蒸汽，镁蒸气再经过结晶形成金属镁，其中矿化剂(CaF₂)的作用是降低液相出现的温度促使反应速度加快。

皮江法镁渣是炼镁以后的金属废渣，在1200℃下除了发生MgO被硅铁还原生成镁蒸气的反应，同时还会使产生的SiO₂与CaO反应生成β-C₂S，在自然冷却过程中β-C₂S在490℃左右的温度下转变为γ-C₂S，该相变体积膨胀12％，进而导致了自然冷却以后镁渣的粉化。使用皮江法生产1吨的镁，将产生5～7吨的镁渣。镁渣由块状和粉末状的灰色物质组成，镁渣中粒径＜147μm的细粉占到了60％以上，颗粒较细，因此，镁渣堆存和利用过程中需关注其细颗粒可能引发的粉尘污染，镁渣的细粉含量较高，在堆存和再利用过程中存在着严重的细颗粒粉尘污染。据调查，镁渣堆场周围1.4km内发现粉尘浓度严重超标。同时各粒径镁渣的组分含量存在差异，粒径越小，MgO含量越低，SiO₂、CaO含量越高。

目前镁渣资源化利用量最大的方式是用作水泥熟料生产的原材料。然而，由于镁渣中细粉含量较高，在堆放、运输过程中向镁渣中喷大量的水，因而水泥厂获得的镁渣含水率很高，不仅下料困难同时增加了烘干能耗；同时镁渣由于其特殊的物相结构，不同粒径的镁渣化学成分差异较大，镁渣用作水泥原料时，需要特别关注镁渣的均化问题。因此，限制镁渣应用于水泥原材料中的主要制约因素为镁渣的粉化，若能降低镁渣的粉化；或者降低镁渣中细粉的比例使镁渣大部分结粒便能很好的解决以上问题。

申请号为CN201110027740.0的专利文献采用在镁渣中加入少量硼酸，再经过焙烧，将粉化以后的γ-C₂S转变为β-C₂S，获得块体废渣，其用化学法改善了镁渣的体积稳定性，该方法以皮江法炼镁以后产生的镁渣为基础，需要添加改性剂以后二次煅烧，而这大大增加了镁渣资源化利用的成本；申请号为CN200910020830.X的专利文献采用在金属镁生产原料中加入3-15％的含铝原料添加剂的方法，再对煅烧以后的镁渣进行急冷，以获得块体镁渣，但是在我国的皮江法炼镁厂，还无法实现全自动化，目前的出渣依旧使用机械设备为主，人工为辅的方法，急冷的方法难以实现大面积的工业化应用。

为了降低镁渣资源化利用的成本，就必须进一步降低造粒结块的成本，同时避免二次烧结，这也是本发明所要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种镁渣造粒方法，其工艺简单、成本低廉，不仅可以依托金属镁冶炼过程一步完成镁渣的造粒结块，同时还可以降低矿化剂的用量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种镁渣造粒方法，包括如下步骤：