山東明基：淺談工業(yè)固廢中低值元素的綜合利用
工業(yè)固廢往往含有多種有價(jià)元素，主要包括硅、鎂、鋁、鐵、鋅、銅、鈣及微量的貴金屬等。在以濕法冶金工藝對(duì)其進(jìn)行精細(xì)化、高值化綜合利用時(shí)，大家常比較關(guān)注其中價(jià)值相對(duì)較高、如鎂、鋁、鋅、銅及微量貴金屬的利用，而對(duì)價(jià)值相對(duì)較低的硅、鐵、鈣元素則沒(méi)有引起應(yīng)有重視。山東明基環(huán)境發(fā)展有限公司認(rèn)為，忽視低值素的利用，不僅會(huì)造成有價(jià)元素的流失，由此產(chǎn)生的二次廢渣、廢水會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，影響固廢利用的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益，而且還會(huì)給鎂、鋁、鋅、銅及其它貴金屬元素的分離與提取造成不利影響。
這里，首先以石棉尾礦為例進(jìn)行淺要分析。
大家知道，石棉尾礦是一種積存量很大的工業(yè)廢棄物，其化學(xué)組成主要是SiO2、MgO、Fe2O3和少量的CaO、NiO。以四川雅安石棉尾礦為例，其化學(xué)組成為MgO 35.74%、NiO 0.37%、SiO2 41.81%、Fe2O3 6.22%、CaO 0.70%，從各元素含量看，尾礦的主量元素為SiO2和MgO，占總質(zhì)量的77.6%，中量元素Fe2O3占6.22%，其余為微量元素。從經(jīng)濟(jì)價(jià)值看，NiO最高，但含量偏低，MgO、Fe2O3為次之，品位適中，SiO2較低，但含量高。在進(jìn)行綜合利用時(shí)，投資者往往較為關(guān)注其中的鎂及價(jià)值較高的鎳元素，而忽視了對(duì)硅和鐵的利用，以至造成研究及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程工藝思路上的偏差。
山東明基環(huán)境發(fā)展有限公司從環(huán)境，效益和工藝相關(guān)性角度看，對(duì)尾礦中價(jià)值較低的硅、鐵元素的利用是十分必要的。如果不對(duì)其中的硅、鐵進(jìn)行利用，而單純的利用其中的鎂和鎳，則會(huì)引出以下問(wèn)題：
一是成本與效益問(wèn)題：分離鎂和鎳需要首選對(duì)石棉尾礦進(jìn)行粉碎和酸解，這個(gè)過(guò)程所發(fā)生的能源、分解劑、勞動(dòng)、設(shè)備消耗約占處理總成本的25%，而這個(gè)過(guò)程鐵也被溶出，所收得的酸浸出液主要化學(xué)組成為鎂、鐵和鎳的硫酸鹽。其中的硅雖然不與酸反應(yīng)，形成了酸浸殘?jiān)?但硅酸鹽晶格中所嵌容的金屬元素被浸出后使硅呈多孔狀結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積和較高的化學(xué)活性，使后續(xù)處理變得較為容易。就硅而言，對(duì)金屬元素的浸出相當(dāng)于一個(gè)高效的化學(xué)活化過(guò)程。這個(gè)過(guò)程奠定了對(duì)鐵、硅綜合利用的基礎(chǔ)。如果不對(duì)鐵、硅進(jìn)行利用，那么將使前期處理成本由鎂和鎳的產(chǎn)物承擔(dān)，最終造成鎂、鎳產(chǎn)品生產(chǎn)成本的上升。如果對(duì)鐵、硅元素進(jìn)行利用，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)前期處理成本的分流并顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
二是環(huán)境問(wèn)題：硅在石棉尾礦諸成份中含量最高，更是酸浸殘?jiān)闹黧w組成,這種酸浸殘?jiān)亩汛鏁?huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重影響。
在碳酸鎂、氫氧化鎂的生產(chǎn)過(guò)程，需要首先分離出酸浸出液中的鐵、鎳及其它金屬元素以實(shí)現(xiàn)對(duì)酸浸出液的凈化，制備純凈的硫酸鎂溶液, 這是實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂元素的綜合利用, 制得合格鎂鹽產(chǎn)品的前堤。在鐵的分離過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生一定量的鐵沉淀物，以雅安石棉尾礦為例，每處理1000kg尾礦大約產(chǎn)出含F(xiàn)e2O3 25%左右的鐵沉淀物250kg。如予廢棄，不僅會(huì)造成鐵資源的流失，更會(huì)由此給環(huán)境造成污染。
對(duì)石棉尾礦中的鐵, 硅進(jìn)行綜合利用, 不僅產(chǎn)品符合市場(chǎng)需要, 而且可以創(chuàng)造十分可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。
顯然，市場(chǎng)對(duì)工業(yè)級(jí)以上氧化鎂的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)高分散性輪胎專(zhuān)用白炭黑的需求, 應(yīng)用與發(fā)展前景也不象高分散性輪胎專(zhuān)用白炭黑那樣廣闊。
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