一種利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及非金屬礦物加工以及環(huán)境保護領(lǐng)域，提供一種工藝簡單、環(huán)保且產(chǎn)品純度高的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，具體為：將鎂橄欖石礦粉與無機酸混合，加熱反應(yīng)，過濾得到第一混合濾液；將第一混合液置于恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫，滴加堿溶液調(diào)節(jié)pH至7-8，再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到第二濾液；向第二溶液中滴加堿溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12，再經(jīng)靜置、陳化、離心，得到固體氫氧化鎂粗品；最后對固體氫氧化鎂粗品進行干燥、煅燒處理，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。本發(fā)明方法工藝簡單、綠色環(huán)保，所制備氧化鎂純度可達94-98%，且同時可以獲得氧化硅、水玻璃和氧化鐵等副產(chǎn)物，附加值高。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及非金屬礦物加工以及環(huán)境保護領(lǐng)域，具體涉及一種利用廢棄鎂橄欖石 礦粉制備高純氧化鎂的制備方法。 一種利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法

【背景技術(shù)】
[0002] 鎂橄欖石屬于正硅酸鹽礦物，產(chǎn)于超基性巖構(gòu)造帶，常與鉻鐵礦共生。鎂橄欖石其 化學(xué)方程式為Mg2Si04,屬于橄欖石礦物中的一種，常含有2Fe0 · Si02和少量的Na、K和A1 的氧化物的混合物。鎂橄欖石在自然狀態(tài)下的顏色隨其純度高低和含鐵量多少呈現(xiàn)橄欖綠 色、灰白色和青黑色，比重為3. 10-3. 40g/cm3，硬度為莫氏6. 5-7級，不含游離態(tài)Si02。純 鎂橄欖石晶體為無色透明體，加熱時體積變化很小，耐火度大于17KTC，可不經(jīng)煅燒直接用 作耐火骨料。
[0003] 鎂橄欖石中的MgO含量一般為36%-45%，在我國主要分布在秦嶺山脈中的河南西 峽、陜西商南以及湖北的宜昌，總儲量約為10億噸?，F(xiàn)在普遍使用的橄欖石MgO含量低于 40%，不能直接運用到工業(yè)中，需要經(jīng)過煅燒之后才能應(yīng)用到冶金耐火材料中。因此部分鎂 橄欖石原料只能直接被用作制備抵擋鎂鈣磷肥的原料，資源利用率不高，在鎂橄欖石的礦 的開發(fā)利用過程中，約為30%的資源沒有經(jīng)濟價值，不能得到充分的利用，只能廢棄處理， 不僅造成了資源浪費，而且對環(huán)境也造成了不利的影響。
[0004] 國內(nèi)也有針對廢棄鎂橄欖石礦綜合利用的發(fā)明專利（CN200910063283. 3)，其方法 是使用鹽酸和鎂橄欖石礦粉在一定條件下反應(yīng)后，利用酸浸液中加入堿溶液的方法制取氫 氧化鎂，反應(yīng)后的固體濾渣與燒堿反應(yīng)制取水玻璃，體系中的鐵最終被制備成鐵紅。但是這 種方法中所使用的鹽酸具有強烈的揮發(fā)性、氨水等刺激性氣體。對人體和環(huán)境都會造成影 響，而且使用表述的工藝無法完全將氫氧化鐵與氫氧化鎂分離，造成最終產(chǎn)物純度不高。
[0005] 因此，廢棄的鎂橄欖石礦粉的回收利用對經(jīng)濟和環(huán)境保護兩方面都具有非常重要 的價值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種工藝簡單、環(huán)保且產(chǎn)品純度高的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高 純氧化鎂的方法。
[0007] 為了達到以上技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 將鎂橄欖石礦粉與無機酸溶液混合，在溫度為60°C-100°C下進行加熱反應(yīng)4-10小 時，反應(yīng)完成后過濾，得到第一濾液，分離出氧化硅作它用； (2) 將第一濾液置于60°C -80°C的恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫，滴 加第一堿溶液調(diào)節(jié)pH值至7-8,靜置、陳化、過濾后得到第二溶液，分離出固體氫氧化鎂，備 用； (3) 將第二溶液中滴加第二堿溶液調(diào)節(jié)pH值至10-12,靜置、陳化、離心后得到固體氫 氧化鎂粗品； (4) 將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂分別進行干燥、煅燒，制得高 純度的氧化鎂產(chǎn)品。
[0008] 優(yōu)選的，所述無機酸溶液為濃度為2-6mol/L的鹽酸、磷酸、硫酸、焦磷酸以及亞硫 酸中一種或幾種。
[0009] 優(yōu)選的，所述恒溫水浴的溫度為70°C。
[0010] 優(yōu)選的，所述第一堿溶液為體積濃度為85-95%的乙二胺、三乙胺以及叔丁胺中的 一種或幾種。
[0011] 優(yōu)選的，所述第二堿溶液為濃度為2-6mol/L的氫氧化鉀、氫氧化鈉以及氨水中的 一種或者幾種。
[0012] 優(yōu)選的，所述鎂橄欖石礦粉的比重為3. 10-3. 40g/cm3,硬度為莫氏6. 5-7級，其中 MgO的含量為36%-45%，粒徑為150-250目。
[0013] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果：（1)本發(fā)明通過四大工藝步驟以及 化學(xué)沉淀法就可以制得純度可達94-98%的氧化鎂產(chǎn)品，整個工藝過程簡單、環(huán)保；（2)本發(fā) 明工藝中得到純度高的氧化硅等副產(chǎn)物作它用，工藝附加值高。

【具體實施方式】
[0014] 下面將結(jié)合具體的實施例來詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案，在此本發(fā)明的示意性實 施例以及說明用來解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0015] 實施例1 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為94%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與2mol/L的鹽酸混合，在60°C下加熱反應(yīng)4小時， 過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于70°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫，滴加 85%的乙二胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的第二濾液 以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加2mol/L的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將 混合溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行120°C的干燥以及 600°C的煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0016] 通過此方法制得的氧化鎂的純度為94%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為30%， 以鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為71. 4%。
[0017] 實施例2 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為96%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與3mol/L的磷酸混合，在80°C下加熱反應(yīng)6小時， 反應(yīng)結(jié)束后過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合溶液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一混合溶液置于70°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫，滴 加體積濃度為90%的三乙胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離 子的第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加3mol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,經(jīng)靜置、 陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0018] 此方法所制得的氧化鎂的純度為96%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為30. 7%， 以鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為73. 1%。
[0019] 實施例3 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為98%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與4mol/L的硫酸混合，在100°C下加熱反應(yīng)6小時， 過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于7〇°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫,滴加體 積濃度為95%的叔定胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的 第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加4mol/L的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將 混合溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0020] 此方法制得的氧化鎂的純度為98%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為34%，以鎂 橄欖石礦粉中鎂的含量計算為80. 9%。
[0021] 實施例4 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為98%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與5mol/L的亞硫酸混合，在100°C下加熱反應(yīng)8小 時，過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于7〇°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫,滴加體 積濃度為95%的乙二胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的 第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加5mol/L的氨水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將混合 溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0022] 此方法制得的氧化鎂的純度為96%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為31. 8%，以 鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為75. 7%。
[0023] 實施例5 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為95%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與6mol/L的亞焦磷酸混合，在90°C下加熱反應(yīng)10小 時，過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于7〇°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫,滴加體 積濃度為90%的三乙胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的 第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加6ol/L的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將混 合溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0024] 此方法制得的氧化鎂的純度為95%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為32. 7%，以 鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為77. 9%。
[0025] 實施例6 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為96%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與6mol/L的硫酸混合，在80°C下加熱反應(yīng)6小時， 過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于7〇°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫,滴加體 積濃度為95%的三乙胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的 第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加4mol/L的氨水溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將混合 溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0026] 此方法制得的氧化鎂的純度為96%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為33. 6%，以 鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為80%。
[0027] 實施例7 利用廢棄鎂橄欖石礦粉制備純度為97%的氧化鎂，具體包括以下步驟： 第一步：將200目的鎂橄欖石礦粉與4mol/L的鹽酸混合，在100°C下加熱反應(yīng)8小時， 過濾，得到鎂、鐵無機鹽的第一混合濾液以及固體氧化硅，氧化硅固體作它用； 第二步：將第一溶液置于7〇°C恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室溫,滴加體 積濃度為80%的三乙胺溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至7-8,再經(jīng)靜置、陳化、過濾，得到含鎂離子的 第二濾液以及固體氫氧化鎂，固體氫氧化鎂備用； 第三步：向第二溶液中滴加4mol/L的氫氧化鉀溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH至10-12,然后將 混合溶液靜置、陳化、離心操作，得到固體氫氧化鎂粗品； 第四步：將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥以及600°C的 煅燒處理后，制得高純的氧化鎂產(chǎn)品。
[0028] 此方法制得的氧化鎂的純度為97%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計算為33. 2%，以 鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為79%。
[0029] 本發(fā)明利用廢棄的鎂橄欖石礦粉，經(jīng)過酸溶液反應(yīng)生成鐵離子和鎂離子，然后根 據(jù)不同元素在堿溶液中不同的沉淀法則（元素在不同堿溶液中沉淀pH值），既能將鎂橄欖 石中的鎂橄欖石中的鎂完全分離出來，又能得到副產(chǎn)物氧化硅、水玻璃和氧化鐵。本發(fā)明方 法工藝簡單、綠色環(huán)保，且制備的氧化鎂純度可達94%_98%，收得率以鎂橄欖石礦粉質(zhì)量計 算為30-34%，以鎂橄欖石礦粉中鎂的含量計算為71. 4-80. 9%，還能可以獲得氧化硅、水玻 璃和氧化鐵等附加值產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 將鎂橄欖石礦粉與無機酸溶液混合，在溫度為60°c-100°c下進行加熱反應(yīng)4-10小 時，反應(yīng)完成后過濾，得到第一混合濾液，分離出氧化硅作它用； (2) 將第一混合濾液置于60°C -80°C的恒溫水浴中，滴加雙氧水溶液，自然冷卻至室 溫，滴加第一堿溶液調(diào)節(jié)pH值至7-8,靜置、陳化、過濾后得到第二溶液，分離出固體氫氧化 鎂備用； (3) 將第二溶液中滴加第二堿溶液調(diào)節(jié)pH值至10-12,靜置、陳化、離心后得到固體氫 氧化鎂粗品； (4) 將固體氫氧化鎂粗品以及步驟（2)中的固體氫氧化鎂進行干燥、煅燒，制得高純氧 化鎂產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在 于：所述無機酸溶液為濃度為2-6mol/L的鹽酸、磷酸、硫酸、焦磷酸以及亞硫酸中一種或幾 種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在 于：所述恒溫水浴的溫度為70°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在 于：所述第一堿溶液為體積濃度為85-95%的乙二胺、三乙胺以及叔丁胺中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征 在于：所述第二堿溶液為濃度為2-6mol/L的氫氧化鉀、氫氧化鈉以及氨水中的一種或者幾 種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄的鎂橄欖石礦粉制備高純氧化鎂的方法，其特征在 于：所述鎂橄欖石礦粉的比重為3. 10-3. 40g/cm3,硬度為莫氏6. 5-7級，其中MgO的含量為 36%-45%，粒徑為 150-250 目。
【文檔編號】B09B3/00GK104108732SQ201310136836
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月19日
【發(fā)明者】馬明軍, 趙雷, 卓玉俠, 王俊杰, 徐娜娜, 李克, 袁柳 申請人:西峽宏泰鎂橄欖石有限公司