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| 石棉（蛇紋石）尾礦的研究應用現(xiàn)狀 |
| 來源：中國粉體技術網(wǎng) 更新時間：2014-02-07 11:00:47 瀏覽次數(shù)： |
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（中國粉體技術網(wǎng)/彭美琴）我國是蛇紋石礦產(chǎn)資源大國之一，已探明的貯量超過5億噸儲量，占世界第三位，產(chǎn)量占世界第四位，但因開采品位低，一般僅為1%~4%，而有大量的尾礦，據(jù)統(tǒng)計,全國石棉礦山平均每年排棄尾礦近千萬噸。其運輸、堆放不僅需要巨額的投資和管理費用，消耗大量能源，占用大量土地，而且造成了嚴重的環(huán)境污染，因此研究綜合利用石棉尾礦，不但起到變廢為寶，改善自然生態(tài)環(huán)境，而且節(jié)省一次資源，并能為石棉礦山企業(yè)尋求新的發(fā)展出路。
1.利用石棉尾礦生產(chǎn)穩(wěn)定的耐火材料研究
在冶金工業(yè)中，白云石磚對爐渣和金屬具有高的化學穩(wěn)定性，并能凈化鋼水，故用于冶煉潔凈鋼、低碳鋼等鋼材；在水泥工業(yè)中，白云石磚具有良好的耐水泥熟料化學反應性，并能形成穩(wěn)定的窯皮，減少窯殼的表面散熱等，因而常用于回轉窯燒成帶。但是，白云石熟料中所含的游離氧化鈣易于水化，使其作用受限；而目前廣泛采用的穩(wěn)定的焦油結合制品，卻對生態(tài)環(huán)境帶來危害。
本研究采用具有高耐火氧化物的石棉尾礦為氧化硅組份，使其與白云石中游離的氧化鈣結合，生成高耐火性能的C2S和C3S，并同時加入穩(wěn)定劑穩(wěn)定C2S，得到穩(wěn)定的鎂鈣耐火材料，既從根本上解決了白云石磚的穩(wěn)定，又為四川六大污染源之一的石棉尾礦的開發(fā)利用，開辟了又一途徑。
鎂鈣耐火材料以C2S和C3S為結合劑，其制品具有較高的荷重軟化溫度，強度高、耐高溫、抗侵蝕、易凈化鋼水，故主要用于平爐、不銹鋼轉爐、精煉爐及鋼包，Ti合金爐及水泥回轉窯等。它除熱震穩(wěn)定性差外，其它性能指標都比普通鎂磚優(yōu)越。
1.基本原理
石棉尾礦即蛇紋石，是以蛇紋石礦物(3MgO·2SiO2 ·2H2O)為主要成份的巖石,其理論組成(%)是：MgO,43；SiO2,44.1；H2O,12.9。當與適量白云石(CaCO3·MgCO3)配合煅燒后，能生成以方鎂石為主要礦物，C3S、C2S為結合物的鎂鈣質(zhì)耐火材料。
2.利用石棉尾礦制造微晶玻璃裝飾板
以石棉尾礦為主要原料，其他配料采用工業(yè)原料，如硅砂、長石、炭粉等。
工藝流程為：配料→混合→熔制→成型→退火→晶化→磨光→切割→成品
以石棉尾礦為主要原料制備微晶玻璃，尾礦摻入量大，為合理地利用尾礦，變廢為寶，提供了一條新的有效途徑，同時制備的微晶玻璃裝飾板有優(yōu)于天然飾面材料的物量化學性能，且外觀優(yōu)美，裝飾效果好，是一種理想的高檔裝飾材料，應用前景廣闊，并且制備工藝簡單，可用普通熔制的工藝制造，生產(chǎn)條件成發(fā)熟，基建投資少，原材料價格低廉。因此，產(chǎn)品成本低，可獲得可觀的經(jīng)濟效益。
3.蛇紋石尾礦提取氧化鎂
蛇紋石的組分復雜,主要成分是MgO、SiO2、CaO,另外還含有Fe、Al、Ni、Cr、Co等氧化物。其與鹽酸反應，過濾除去SiO2后，根據(jù)相關難溶物的溶度積及其沉淀的pH值，加入工業(yè)純堿，使Mg2+其它雜質(zhì)分離；過濾除去Fe、Al、Ni、Cr、Co等氫氧化物沉淀,在濾液中加堿、加熱使Mg2+沉淀完全過濾；收集MgCO3·Mg(OH)2·5H2O，烘干、煅燒，即得產(chǎn)品.
4.石棉尾礦水熱合成建筑材料
將石棉尾礦破碎成10mm左右的碎粒，裝在耐火缽中，在700℃-1050℃的溫度下煅燒一定時間冷卻后，粉磨0.08mm方孔篩篩余小于10%，然后按設定的配方配料、成型、脫模后在174.5℃和8×105Pa的飽和水蒸氣下水熱合成8h?？傻每箟簭姸冗_25MPa以上的建筑材料，其性能達到一般蒸壓建筑材料標準。并且該材料耐高溫性能很好，制品加熱到800℃，保溫2h，強度不但不降低，反而增加10%左右。
利用石棉尾礦可水熱合成性能優(yōu)異的建筑材料。該種建筑材料可作墻體材料、保溫隔熱材料和裝飾材料等。同時利用石棉尾礦生產(chǎn)建筑材料，用量大，可為工業(yè)副產(chǎn)物的大宗利用開辟一條廣闊的途徑，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。
5.石棉尾礦在陶瓷生產(chǎn)中的應用
將石棉尾礦除雜磨至要求粒度，并在700℃下煅燒以除去其中的纖維物質(zhì)。按石棉尾礦57%、長石7%、石英20%、高嶺土10%、結合土6%混合制漿，然后磁選除鐵；注漿法制備試驗樣品(平盤)。
燒成的樣品不變形，無裂痕，晶瑩剔透，潔白如玉。其部分性能指標檢測結果見表1。因蛇紋石礦物用于日用陶瓷生產(chǎn)尚未見完整報道，更無統(tǒng)一標準可依，經(jīng)與另一優(yōu)質(zhì)鎂質(zhì)陶瓷—滑石瓷的指標相比較，發(fā)現(xiàn)試驗所得的結果完全可與之相媲美。
表1 石棉尾礦陶瓷性能檢測指標
| 項目 |
吸水率（%） |
容重
（g/cm3） |
白度
（瓷胎） |
半透明度
（1.5mm） |
抗折強度
（Mpa） |
熱穩(wěn)定性
（℃） |
| 指標 |
＜0.4 |
2.4 |
78 |
1.7% |
143 |
200~20 |
陶瓷行業(yè)中，蛇紋石礦物一直因含鐵、鈦等雜質(zhì)較多，而用于生產(chǎn)匣體、有色炻器、地板磚之類。本試驗采用適當?shù)墓に嚧胧?，利用石棉尾礦生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的日用陶瓷制品，并降低了陶瓷的燒成溫度。
6.用蛇紋石尾礦制取氧化鎂和白炭黑
輕質(zhì)氧化鎂是一種具有廣泛用途的化工產(chǎn)品，以蛇紋石尾礦為原料，經(jīng)鹽酸酸解等化學過程可制得輕質(zhì)氧化鎂，工藝流程為：
尾礦粉→酸浸→濾液除雜→沉鎂→除鈣→過濾→熱解→灼燒→輕質(zhì)氧化鎂
將粉碎至200目左右的尾礦加入6%的稀鹽酸，溫度控制在102℃，酸浸時間為30min，使尾礦中的鎂及其它金屬組分溶出，
濾去不溶性雜質(zhì),酸解溶液中的Al3+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等雜質(zhì)可通過加入氧化劑及石灰乳除去。濾液用石灰乳制成鎂乳液，用水洗去Cl-,通CO2碳化，使鈣鎂分離。過濾除去CaCO3，濾液加熱分解，Mg2+以碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀析出。將沉淀過濾，煅燒，制得工業(yè)級輕質(zhì)氧化鎂。
所制得的產(chǎn)品符合GB－9004－1998關于輕質(zhì)氧化鎂的標準。碳化分離鈣鎂過程中得到的濾餅，經(jīng)水洗、干燥可制得工業(yè)碳酸鈣。
以蛇紋石尾礦為原料，用鹽酸酸解，分級分離后可以制得符合工業(yè)級標準的輕質(zhì)氧化鎂產(chǎn)品，并能得到優(yōu)質(zhì)的碳酸鈣副產(chǎn)品。
用酸浸取氧化鎂后的濾渣與氫氧化鈉溶液煮沸制取水玻璃，再經(jīng)稀釋后與氯化鈉溶液混合，在合適的酸度和溫度下反應，可以制得純度95%以上的白炭黑。
7.以石棉尾礦為主要原料研制耐熱混凝土
根據(jù)耐熱混凝土的生產(chǎn)方法，結合石棉尾礦的特點，制定出了石棉尾礦制備耐熱混凝土的工藝流程。
石棉尾礦→除雜→破碎→煅燒→分級→配料→成型→養(yǎng)護→干燥→成品
利用石棉尾礦制備耐熱混凝土，工藝簡單，參數(shù)合理，尾礦利用率高，是石棉尾礦綜合利用的有效途徑之一，制備的耐熱混凝土，性能優(yōu)良，已達到甚至超過同類產(chǎn)品的性能，可代替硅酸鹽水泥耐熱蒸壓材料使用，應用前景廣泛。并且該生產(chǎn)條件成熟，原材料價格低廉同，產(chǎn)品成本低，具有較好的經(jīng)濟效益。
8.用石棉尾礦研制免燒磚
利用石棉選礦尾礦，開發(fā)免燒磚等建材產(chǎn)品，其工藝簡單，生產(chǎn)條件成熟，技術性能可靠，具體工藝流程為：
石棉尾礦、粉煤灰、粘土、外加劑→計量、配料→加水攪拌→成型→蒸壓養(yǎng)護→成品
通過調(diào)整工藝參數(shù)（石棉尾礦顆粒級配及摻量、粘土用量、外加劑種類成型水分、成型壓力、蒸養(yǎng)壓力等），用尾礦制得的免燒磚的主要力學性能指標優(yōu)于部頒標準中的150號粉煤灰免燒磚。因此，利用石棉尾礦代替石灰或水泥，可制成150號免燒磚國，而且用此方法生產(chǎn)免燒磚，原材料價格低廉，產(chǎn)品成本低。
結語：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科研的深入，石棉尾礦綜合利用的途徑會越來越多。
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