[發明專利]用于制備活化礦物質的方法

無效

• 申請號: 200880016946.X
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101679060A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: H·伯利戈特
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C01F5/24
• 分類號: C01F5/24;C01F11/18;C01B33/12;C01B33/18;B01D53/62
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 夏正東

本發明提供了一種用于活化鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦物質的 方法和活化的鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦物質以及螯合二氧化碳的 方法。

已知可以通過礦物質碳酸化螯合二氧化碳。實質上，通過二氧化 碳與天然硅酸鹽礦物質的反應形成穩定的碳酸鹽礦物質和二氧化硅：

(Mg，Ca)_xSi_yO_x+2y+xCO₂→x(Mg，Ca)CO₃+ySiO₂

已知正硅酸鹽或鏈狀硅酸鹽可以相對容易的與二氧化碳反應以形 成碳酸鹽并且可以因此適合用于二氧化碳的螯合。適合用于礦物質碳 酸化的鎂或鈣正硅酸鹽的實例是橄欖石，特別是鎂橄欖石和鈣鎂橄欖 石。合適的鏈狀硅酸鹽的實例是輝石組的礦物質，特別是頑輝石或硅 灰石。

在WO02/085788中，例如，其公開了用于二氧化碳的礦物質碳酸 化的方法，其中選自由正硅酸鹽、二硅酸鹽、環硅酸鹽和鏈狀硅酸鹽 組成的組的硅酸鹽顆粒分散在水性電解質溶液中并且與二氧化碳反 應。

更多的豐富的可獲得的鎂或鈣硅酸鹽氫氧化物礦物質，例如蛇紋 巖和滑石是片狀硅酸鹽，且更難以轉化為碳酸鹽，即反應時間非常長。 這種片狀硅酸鹽氫氧化物需要在與二氧化碳反應之前在升高的溫度下 進行熱處理或活化。

在WO2007060149中，其描述了一種通過轉化為橄欖石活化蛇紋巖 的方法，其中蛇紋巖與熱的合成氣接觸。蛇紋巖的活化在600和800 ℃之間的溫度下發生。根據WO2007060149公開的內容，低于600℃， 沒有顯著的蛇紋巖到橄欖石的轉化，且高于800℃，就形成比在低于 800℃的溫度下形成的無定形橄欖石更難以與二氧化碳反應的橄欖石 的結晶形式。為了給活化蛇紋巖提供足夠的能量，在至多1600°的溫 度下使用合成氣。WO2007060149中公開的方法能量效率差且因此在經 濟上是不利的。

還沒有發現活化片狀硅酸鹽氫氧化物例如蛇紋巖所必要的能量可 以顯著地通過活化過程的單獨階段的熱整合而減少。

因此，本發明提供了一種用于活化鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦 物質的方法，其包括：

(a)預熱鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦物質顆粒以獲得預熱的硅 酸鹽氫氧化物礦物質顆粒；

(b)在升高的溫度下將預熱的硅酸鹽氫氧化物礦物質顆粒活化以 獲得至少熱活化的礦物質顆粒；以及

(c)冷卻熱活化的礦物質顆粒，其中步驟(c)中冷卻期間釋放 的能量通過熱整合用于步驟(a)中預熱鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦 物質顆粒。

熱整合涉及在一個工藝步驟中釋放的能量，例如以熱量的形式， 到另一個工藝步驟的轉移。熱整合可以通過直接或間接的熱交換實現。 例如，通過直接使第一介質與第二介質接觸。替代地，第一介質和第 二介質通過熱交換設備，例如熱交換器進行熱接觸。通過使用流體熱 交換介質，可以在某些距離上傳遞熱。流體熱交換介質的公知實例為 蒸汽或油。

本發明的方法的優點在于通過在本發明中實施所述的熱整合可以 達到提供給方法的能量超過40％的減少。

在根據本發明的方法中，將鎂或鈣片狀硅酸鹽氫氧化物礦物質(這 里以下也稱為硅酸鹽氫氧化物礦物質)活化。

硅酸鹽由正硅酸鹽單體，即具有四面體結構的正硅酸鹽離子SiO₄^4-組成。正硅酸鹽通過多邊形角處的O-Si-O鍵形成低聚物。Q^s符號指的 是硅原子的連接性。上標s的數值限定了對給定Si的最鄰近硅原子的 數目。正硅酸鹽，也稱為島硅酸鹽，其為由相互之間并不通過O-Si-O 鍵的方式連接的獨特的正硅酸鹽四面體組成的硅酸鹽(Q⁰結構)。鏈 狀硅酸鹽，也稱為鏈硅酸鹽，其可以是單獨的鏈(SiO₃^2-作為單元結構， 即(Q²)_n結構)或雙鏈硅酸鹽((Q³Q²)_n結構)。片狀硅酸鹽氫氧化物， 也稱為是頁硅酸鹽，具有片狀結構(Q³)_n。