针对在除铁过程中夹带较多氢氧化镁这一问题 , 在中试过程中 , 采取了两项改进措施:一是对氢氧化铁滤饼进行打散洗涤和重新压滤 , 滤液汇入除铁后的硫酸镁溶液 , 用于制备氢氧化镁;二是将氢氧化镁沉淀用的NaOH溶液浓度由40%改为20% , 以减小加碱反应时局部区域的pH值升幅 , 减少除铁作业中氢氧化镁的沉淀 。另外 , 将酸浸渣与NaOH的配比由1∶0.45~0.5 左右调整为1∶0.35 左右 , 减少碱用量22.22% 。仅此一项 , 降低超细二氧化硅的单位生产成本500元以上 , 再加上因此而减少的硫酸用量 , 超细二氧化硅的单位生产成本降低550元以上 。
表5所列为中试改进试验的取样分析结果 。
表5 中试改进试验结果
由表5可见 , 与中试生产的统计结果相比 , 氢氧化镁的产率由37.8%提高到40%以上 , 其中2-(1)号样提高到45% , 提高幅度为5.82%~19.05% , 平均提高幅度为13.54% , 应该说是较为显著的 。但超细二氧化硅的产率大体与中试生产的统计结果持平 , 主要是显著减少了碱和酸的用量 , 从而降低了生产成本 。
四、生产成本和经济效益
根据中试的物料消耗 , 处理1000 kg石棉尾矿的可变成本为3874.6元 , 可产出超细氢氧化镁420 kg以上 , 高比表面积(>190 m2/g)超细二氧化硅310 kg 。
目前高纯超细(d50=0.7~1.5μm)氢氧化镁的价格为7000~15000 元/t;高比表面积(>190 m2/g)超细二氧化硅的价格为9000~30000元/t , 其中用作消光剂、塑料薄膜开口剂、无光喷墨打印纸的高比表面积超细二氧化硅的价格为15000~20000万元/t , 考虑用户大多位于东部经济发达地区 , 生产地距用户远 , 超细氢氧化镁平均按7000 元/t、高比表面积超细二氧化硅平均按12000 元/t计算 , 处理1000 kg石棉尾矿的产值(不考虑副产品氧化铁红)为6660元 。
以年处理10000 t石棉尾矿计算:
需要工人及管理人员225人 , 按年人均工资及福利18000元计算 , 年工资总额405万元 , 平均处理每t石棉尾矿需人工费405元 。
设备折旧费按固定资产投资4680万元计算 , 10年折完 , 每年折旧费468万元 , 平均每t石棉尾矿折旧费468元 。
销售及其他费用按处理每t尾矿300元计算 。
合计处理每t石棉尾矿的生产成本为5047.6元 。年处理10000 t石棉尾矿的总成本为5047.6万元 。
年处理10000 t石棉尾矿所得氢氧化镁和高比表面积超细二氧化硅的产值为
10000×6660=6660(万元)
不考虑副产品氧化铁红的收益 , 处理10000 t石棉尾矿的年利税为
6660-5047.6=1612.4(万元)
即处理1000 kg石棉尾矿利税为1612.4元 。
除了较显著的经济效益以外 , 成果应用后还具有显著的社会效益 。可以减轻并最终消除细粒石棉尾矿的飞扬对生态环境的危害 。同时 , 作为后石棉时代的接续产业 , 石棉尾矿高效综合利用项目有利于西部石棉产区(少数民族地区)经济的持续发展和社会的稳定 。
五、结论
1)以石棉尾矿为原料 , 采用酸浸、氧化除铁、控制碱析Mg(OH)2以及酸浸渣碱溶、稀酸法控制沉析SiO2工艺 , 并在碱析和稀酸沉析过程中适时进行表面处理或表面改性 , 可生产超细Mg(OH)2和超细高比表面积SiO2 。
2)中试产品的主要物化指标:①超细氢氧化镁:中位粒度(d50) 1.0μm左右 , MgO含量67%以上 , 白度93.0左右;②超细和高比表面积二氧化硅:比表面积190~479 m2/g , SiO2含量(干基) 99%以上 , 白度≥93.0;孔体积0.47~1.01 cm3/g , DBP 值(l 邻苯二甲二丁酯吸收值) 2.0 cm3/g左右 。
中试产出率(以加工1000 kg尾矿计):超细氢氧化镁≥420 kg , 超细高比表面积二氧化硅≥310 kg , 尾矿中氧化镁和二氧化硅的回收率80%以上 。
3)处理1000 kg石棉尾矿的可变成本为3874.6元 , 利税为1612.4元 , 具有显著的经济效益和社会效益 。
参考文献
[1]Leao V A.EPD.Congr.Proc.Sess.symp. , 1997.511-527
[2]Katahira A.V.Hydrome
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