[發(fā)明專利]一種硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的方法

無效

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• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103979583A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周美珍;楊琳;文淵;楊雪梅;胡珊;李廣凡
• 申請（專利權(quán)）人: 李廣凡
• 主分類號: C01F5/24
• 分類號: C01F5/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;楊晞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輕質(zhì)碳酸鎂制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的方法。

背景技術(shù)

輕質(zhì)碳酸鎂是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，可用做生產(chǎn)高純鎂砂、鎂鹽系列產(chǎn)品的原料，同時可用作橡膠、絕緣材料、高級玻璃等添充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑，絕熱、耐高溫的耐火材料，化工行業(yè)試劑，食品及化妝品添加劑等。

CN102424408A公開了一種綜合利用硼泥的方法，該方法的主要工藝：將硼泥與一定量氧化鈣和水混合反應(yīng)，使其中惰性碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，消化后的漿液經(jīng)稀釋、降溫等再進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化后漿液經(jīng)過濾、熱解、再過濾、干燥等制得最終產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鎂。

CN102417195A公開了碳化法生產(chǎn)氧化鎂工藝的改進(jìn)，該方法的主要工藝：利用白云灰或石灰消化產(chǎn)物氫氧化鈣，在催化劑存在條件下與碳化中產(chǎn)生的大量惰性碳酸鎂反應(yīng)，將碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，使其可以再次進(jìn)行碳化反應(yīng)，再經(jīng)熱解、干燥(產(chǎn)品為輕質(zhì)碳酸鎂)、煅燒等工序獲得工業(yè)氧化鎂。

利用硼泥制備鎂系列產(chǎn)品主要方法如下：

(1)酸法

將鹽酸或硫酸等與硼泥進(jìn)行反應(yīng)，將硼泥中以碳酸鎂或鎂橄欖石形式存在的鎂均浸出，使鎂以可溶性鹽的形式存在于溶液中，經(jīng)過濾得到精鎂液，再加入堿反應(yīng)得到氫氧化鎂漿液，再經(jīng)過濾、干燥等得到產(chǎn)品氫氧化鎂，其中氫氧化鎂可作為氧化鎂、輕質(zhì)碳酸鎂等鎂系列產(chǎn)品的原料。采用此方法耗酸量大，硼泥中所有能與酸反應(yīng)的物質(zhì)均被浸出，雜質(zhì)的浸出將影響最終產(chǎn)品純度，同樣由于酸的使用對生產(chǎn)設(shè)備要求較高，設(shè)備投資較大。

(2)物理活化法

將硼泥在600-700℃左右條件下烘10h左右，然后加水消化、碳化等工序制得輕質(zhì)碳酸鎂。此方法在焙燒硼泥過程中耗能大，并且硼泥中以硅酸鎂形式存在的鎂未能得到提取，鎂的提取率較低，此方法不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

(3)堿法碳化法

將硼泥與一定量氧化鈣(或氫氧化鈉、碳酸鈉等)進(jìn)行消化反應(yīng)，再碳化等制得輕質(zhì)碳酸鎂，此方法得到碳酸氫鎂溶液濃度較低，而且碳酸氫鎂溶液熱解階段能耗大，導(dǎo)致成本上升，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有堿法碳化法的不足，提出一種熱解能耗低、操作簡便、成本低、有利于工業(yè)化生產(chǎn)的硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的方法。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂的方法，包括消化、碳化、過濾、熱解、再過濾、濾餅洗滌、干燥和粉碎，在消化漿液降溫后，向其中加入碳酸氫鎂溶液調(diào)節(jié)濃度后再進(jìn)行碳化。

本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是先通過消化反應(yīng)將硼泥中的碳酸鎂轉(zhuǎn)化為活性氫氧化鎂，消化漿液降溫后，加入碳酸氫鎂溶液調(diào)濃度，再經(jīng)碳化、過濾、熱解、再過濾、濾餅洗滌、干燥、粉碎等工序制得高純輕質(zhì)碳酸鎂產(chǎn)品。

由于堿法碳化法所得碳酸氫鎂溶液濃度一般為25g/L～30g/L，熱解時能耗約占整個工藝能耗50％，因此，提高碳酸氫鎂溶液的濃度，相應(yīng)降低熱解時的相對熱能是非常必要的。本發(fā)明采用一定量碳酸氫鎂溶液加入到消化完降溫后的反應(yīng)液中(此時消化漿液不再補(bǔ)加額外冷水)，再進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化后漿液經(jīng)壓濾所得碳酸氫鎂溶液為45～49g/L左右，大大提高熱解時碳酸氫鎂溶液濃度，熱解能耗由占整個生產(chǎn)工藝50％左右降低至35％左右，減少了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，更利于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明所述加入的碳酸氫鎂溶液的濃度為25～30g/L的碳酸氫鎂溶液，例如可選擇25.03～29.6g/L，25.4～29g/L，26.2～28.7g/L，27～28.2g/L，27.6g/L等，皆可用于實(shí)施本發(fā)明。

所述碳酸氫鎂溶液的加入量為消化步驟中所加硼泥重量的8～12倍，例如可選擇8.5～12倍，9～11.2倍，9.8～10.5倍，10倍等，進(jìn)一步優(yōu)選8倍。

所述碳酸氫鎂溶液的溫度為18～23℃，例如可選擇18.02～22.7℃，18.6～22.2℃，19～21.4℃，20℃等，進(jìn)一步優(yōu)選20℃。

本發(fā)明可以選擇將碳化后過濾得到的碳酸氫鎂溶液的一部分加入降溫后的消化漿液中，這樣就不需要另外配制碳酸氫鎂溶液。

碳化后過濾的渣體用于制磚，從而實(shí)現(xiàn)零排放。

所述消化反應(yīng)中，硼泥、氧化鈣和水的重量比為1:0.4～0.6:3～6。

所述消化反應(yīng)溫度為85～100℃，例如可選擇85.02～99.6℃，88～97.2℃，89.4～95℃，92～94.3℃，93℃等，優(yōu)選95℃。