水菱鎂石選礦試驗研究

水菱鎂石選礦試驗研究

1我國鎂質(zhì)材料已進入生產(chǎn)及出口強國中國豐富的鎂類礦物資源。含鎂非金屬礦在國民經(jīng)濟中具有重要地位。含鎂非金屬礦采用機械或化學或二者結(jié)合加工方法制造成粉體材料,或加工成不同晶型、不同粒度的化學品,應用于工農(nóng)業(yè)等各個領域,其產(chǎn)品不僅滿足國內(nèi)需要,還大量出口。中國是鎂質(zhì)材料生產(chǎn)大國,也是出口大國,但目前還不是鎂質(zhì)材料的生產(chǎn)及出口強國。所以研究開發(fā)高檔鎂質(zhì)材料,提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加新品種,使中國鎂質(zhì)材料提升到一個新水平,成為生產(chǎn)及出口強國是鎂質(zhì)材料生產(chǎn)、科研的重要目標。水菱鎂石是近年來在西藏班戈湖一帶新發(fā)現(xiàn)的一種含鎂非金屬礦。其主要成分為3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O,屬于世界上少見的一種天然水合堿式碳酸鎂礦石,另外含有Fe2O3,SiO2等雜質(zhì);外觀白色,由小球狀形成塊狀、質(zhì)地較輕、較硬、多孔,放入水中有小氣泡浮出。是一種獨特的含鎂礦石,實際儲量超過1億t。由于地域、交通等原因,一直沒有開發(fā)利用;以水菱鎂石為原料生產(chǎn)鎂質(zhì)材料國內(nèi)外更未見報道。2靈鎂石的組成和特點2.1多晶形貌及懸架co3的釋放水菱鎂石的TGA-DTA見圖1所示。由圖1可知,當水菱鎂石加熱到340℃時失重15.61%(質(zhì)量分數(shù),下同);477℃時失重25.55%;727℃時失重15.00%。由3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O分子式可知:MgO占43.96%;H2O占19.38%,其中結(jié)晶水占14.84%;CO2占36.26%。二者對照可知,當升溫到340℃時,水菱鎂石結(jié)晶水全部失去,并開始失去部分結(jié)構(gòu)H2O;當升溫到477℃時,結(jié)構(gòu)水全部脫出,開始分解失去部分CO2;當升溫到727℃時,MgCO3全部分解完畢,余下43.84%為MgO。該樣品灼燒減量56.16%,包括結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水及分解CO2總量。由差熱分析可知西藏水菱鎂石主要成分為3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O。2.2銀鎂石分析根據(jù)采樣1#及2#化學分析見表1。2.3產(chǎn)品的質(zhì)量指標由表1及圖1可知水菱鎂石具有:(1)含鎂量高,在已探明含鎂非金屬礦中僅次于水鎂石、菱鎂礦、鎂橄欖石,排行第四;(2)含雜質(zhì)較低,屬含純MgO礦石之一;(3)煅燒后除原含雜質(zhì)外,產(chǎn)物為固體MgO,氣體為H2O和CO2,對環(huán)境無危害,是一種綠色產(chǎn)品;(4)水菱鎂石含有少量CaO,鹽酸不溶物及微量Fe,Mn等雜質(zhì),對其應用一般不產(chǎn)生影響,如制造高純產(chǎn)品,上述雜質(zhì)也易除去,因含量不高,精制較方便,成本也低,所以水菱鎂石也是制造高純鎂質(zhì)材料的優(yōu)質(zhì)原料;(5)水菱鎂石是一種天然水合堿式碳酸鎂,具有輕質(zhì)碳酸鎂一些特性,如需要堿性填料及補強、脫硫、脫磷等場合均可采用該產(chǎn)品。因此水菱鎂石具有很好的實用價值,應引起同行關注。3開發(fā)與利用問題水菱鎂石是生產(chǎn)鎂質(zhì)材料的優(yōu)秀原料,是制造鎂質(zhì)耐火材料、鎂質(zhì)建筑材料、鎂質(zhì)化工材料的重要原料,應用十分廣泛。因該礦儲藏于西藏地區(qū),受交通、能源、技術(shù)等諸多因素的制約,暫不能像遼寧省富產(chǎn)菱鎂礦開發(fā)與利用那么廣泛。一方面該礦石在一些科研院所、高校開展多方面利用研究,做好技術(shù)儲備;另一方面因地制宜開發(fā)和利用,渡過經(jīng)濟關,將水菱鎂石變成鎂質(zhì)化工材料,推向市場,為西藏經(jīng)濟騰飛做出貢獻。1干法改性劑的用量水菱鎂石經(jīng)選礦、預處理、粉碎、超細粉碎、表面處理、分級包裝制取重質(zhì)堿式碳酸鎂產(chǎn)品。粉碎工藝可采用干法或濕法粉碎;表面處理也可采用干法或濕法表面處理。工藝流程見圖2及圖3所示。關于干法還是濕法粉碎,要根據(jù)市場需要,由粒度的要求而定。當產(chǎn)品粒度≥10μm,用干法粉碎為宜;當要求粒徑≤10μm,特別要求2μm或以下者用濕法粉碎為宜;是用干法還是用濕法表面處理,根據(jù)產(chǎn)品市場需求及表面處理劑特性而定。如果同一種改性劑既可用作為干法改性劑,也可作為濕法改性劑時,根據(jù)對產(chǎn)品性能要求而定,如果干法改性能達到產(chǎn)品用戶要求,盡量采用干法改性處理,否則采用濕法處理,濕法處理涂覆均勻,產(chǎn)品性能好,但濕法處理能耗較高。75μm重質(zhì)堿式碳酸鎂經(jīng)在橡膠制品中應用表明,不僅有填充作用,同樣具有補強作用。在天然膠制品中以等量重質(zhì)堿式碳酸鎂代替輕質(zhì)碳酸鈣后,其制品性能對照見表2。2活性氧化鎂粉的生產(chǎn)水菱鎂石煅燒制取的重質(zhì)活性氧化鎂粉,用于制取氫氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鎂、輕質(zhì)氧化鎂等系列產(chǎn)品。根據(jù)圖1可知。當水菱鎂石在727℃時可全部分解,轉(zhuǎn)化成氧化鎂。其化學反應式為:工業(yè)上可采用箱式煅燒爐、回轉(zhuǎn)煅燒爐、氣燒煅燒爐、懸浮煅燒爐及旋流動態(tài)煅燒爐等進行重質(zhì)活性氧化鎂粉的生產(chǎn),可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及用途選用不同形式的煅燒設備,再依據(jù)活性要求,控制不同煅燒溫度,制取不同活性的重質(zhì)氧化鎂粉,供不同用戶需要。水菱鎂石煅燒成重質(zhì)活性氧化鎂粉,減少56%質(zhì)量,即運輸1t重質(zhì)活性氧化鎂相當運輸2.3t水菱鎂石。這樣為西藏水菱鎂石外運開創(chuàng)了有利條件。4天然堿式碳酸鎂礦石西藏班戈湖地區(qū)儲有豐富的水菱鎂石