【摘 要】
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近年来,随着我国菱镁矿的大量开采,产生的尾矿堆积如山,占用了大量的土地资源。为了在消纳处理菱镁尾矿的同时,对尾矿中的镁资源加以利用,提高其附加值,降低尾矿处理的成本。本课题以辽宁某地的菱镁尾矿为原料,对其进热分解和酸浸研究,提取菱镁尾矿中的镁资源,利用煅烧产物和酸浸混合液制备硫氧镁水泥和磷酸钾镁水泥,实现尾矿的完全利用,无二次污染产生。对菱镁尾矿进行热分解动力学研究,结果表明菱镁尾矿的主要热分解区
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近年来,随着我国菱镁矿的大量开采,产生的尾矿堆积如山,占用了大量的土地资源。为了在消纳处理菱镁尾矿的同时,对尾矿中的镁资源加以利用,提高其附加值,降低尾矿处理的成本。本课题以辽宁某地的菱镁尾矿为原料,对其进热分解和酸浸研究,提取菱镁尾矿中的镁资源,利用煅烧产物和酸浸混合液制备硫氧镁水泥和磷酸钾镁水泥,实现尾矿的完全利用,无二次污染产生。对菱镁尾矿进行热分解动力学研究,结果表明菱镁尾矿的主要热分解区间为550℃～650℃,在648.9℃左右分解速率最大,最大失重率为43.77%。升温速率为10℃/min时,菱镁尾矿热分解动力学方程为dα/d T=（8.97×10~8/β）·e-147.99/RT（1-α）2/3,活化能E=147.99 k J/mol,指前因子A=8.97×10~8,属于三维相界反应模型。氧化镁的活性与菱镁尾矿的煅烧条件有关,存在一个煅烧温度与煅烧时间的范围,使得氧化镁活性最高,升高煅烧温度或延长煅烧时间都可使氧化镁活性降低。在900℃附近煅烧120 min左右,氧化镁活性较高;在1200℃附近煅烧180 min左右,氧化镁基本失活,成为死烧氧化镁。对菱镁尾矿进行酸浸工艺研究,结果表明当酸浸工艺条件为:酸浓度20%、酸浸时间2.9 h、液固比11.6时,镁浸出率最优为71.87%,虽然浸出率较低但是省去了煅烧工艺,减少了对能源的消耗。将此工艺条件应用于硼泥与石棉尾矿发现浸出率分别达到95%、70%。利用锻烧菱镁尾矿所得的活性氧化镁与菱镁尾矿酸浸混合液,制备了含有滤渣的全固废基硫氧镁水泥,结果表明,全固废基硫氧镁水泥的28天抗压强度可达47.7 MPa。利用锻烧菱镁尾矿所得的死烧氧化镁,制备了磷酸钾镁水泥,结果表明初凝时间控制在20 min以上,3天抗压强度可达52.64MPa。通过与商品重烧氧化镁的对比研究发现,菱镁尾矿煅烧制备的死烧氧化镁将磷酸钾镁水泥的初凝时间延长了48.53%,但强度略有降低。
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