[發明專利]一種硼泥酸化法制得的輕質碳酸鎂及其生產方法和用途

有效

• 申請號: 201510054132.7
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104671262B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 吳細霞
• 申請（專利權）人: 吳細霞
• 主分類號: C01F5/24
• 分類號: C01F5/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬材料領域，尤其涉及一種硼泥酸化法制得的輕質碳酸鎂及其生產方法和用途。

背景技術

輕質碳酸鎂是一種重要的無機化工產品，廣泛應用于橡膠、塑料、食品加工、醫療衛生、絕緣材料、玻璃等領域。輕質碳酸鎂相對密度小，質輕而松，可用作橡膠制品的填充劑和補強劑，從而提高橡膠制品的質量。輕質碳酸鎂具有不燃燒，高溫分解后釋放出二氧化碳和水，可用作建筑業中絕熱、耐高溫的防火保溫材料。食品級輕質碳酸鎂可用作添加劑、鎂元素補充劑。輕質碳酸鎂也可用于制造高級玻璃制品、鎂鹽、顏料、油漆、防火涂料、印刷油墨、陶瓷、化妝品、牙膏等日用化學品和醫藥制品等。

現有技術中多采用硼泥碳化法制備輕質碳酸鎂，硼泥是硼鎂礦生產硼砂的廢渣，研究表明每生產一噸硼砂需排出4～5噸硼泥。隨著對硼砂的需求量增大，硼泥的排放量也隨之增長。硼泥的排放不但侵占土地，還會污染環境，破壞土壤性能，因此采用硼泥來制備輕質碳酸鎂可以減少硼泥的排放，避免造成環境污染同時也可以節約原料成本。

專利CN1944259A公開了利用白云灰與硼泥生產工業氧化鎂的方法，該方法的主要工藝為白云灰經消化后(主要成份為氫氧化鈣和氫氧化鎂)與硼泥反應，氫氧化鈣與硼泥中的惰性碳酸鎂反應，使碳酸鎂轉化為氫氧化鎂，再經碳化、熱解、干燥(產品為輕質碳酸鎂)、煅燒等工序獲得工業氧化鎂。此方法中鎂的提取率較低，廢渣的減少量很少。

早前的研究報道中硼泥的回收利用都只是針對鎂，鎂的提取率較低，只提取了其中以MgO、MgCO₃形式存在的鎂，對鎂橄欖石中的鎂并未回收，廢渣的減少量也很低，未能達到完全綜合回收利用。

由于硼泥中鎂橄欖石、MgO和MgCO₃均不耐酸，因此，可用酸活化其結構而回收鎂和活性SiO₂。

文獻(硼泥的綜合回收利用試驗研究-劉建芬)報道了硼泥鹽酸法制備碳酸鎂。該方法的主要工藝是硼泥煅燒活化，將活化后的硼泥與定量鹽酸反應、過濾，生產的氯化鎂粗液進行除鐵、錳，得到精鎂液與碳酸鈉反應制得碳酸鎂。此工藝鎂的提取率高，但此工藝利用鹽酸浸出鎂的同時鈣也被浸出，而且后期除鈣比較麻煩，導致所得產品純度不夠，且進一步使用碳酸鈉制備輕質碳酸鎂中碳酸鈉成本高，導致產品成本增大。

發明內容

針對現有技術中對鎂橄欖石中的鎂回收率低，產品純度低，廢渣的減少量低，不能達到完全綜合回收利用，成本高等問題，本發明提供了一種硼泥酸化法、碳化法制備高純輕質碳酸鎂的工藝，利用硫酸浸出鎂，濾液硫酸鎂用于制備高純輕質碳酸鎂，沉淀相制備無定型白炭黑。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種硼泥酸化法制備輕質碳酸鎂的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)硼泥酸化：將硼泥、硫酸和水混合進行酸化反應，制得酸化漿液；

(2)漿液過濾、除雜：將制得的酸化漿液趁熱進行過濾，沉淀相用堿浸出再酸化制得無定型白炭黑；將濾液進行除雜，由于酸法浸出過程中鐵、錳、鋁等以硫化物的形式與鎂一起進入溶液中，因此，根據各物質的溶度積嚴格控制溶液的pH值，加入雙氧水(H₂O₂)，使Mn²⁺氧化成Mn⁴⁺，使鐵、錳、鋁均被除去；

(3)消化、碳化和熱解反應：除雜后的精鎂液依次進行消化反應和碳化反應后進行過濾，濾液進行熱解得半成品輕質碳酸鎂，再經烘干、粉碎制得產品輕質碳酸鎂，沉淀烘干得到石膏。

其中，在酸化反應階段發生的主要反應為：

MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O

MgCO₃+H₂SO₄＝MgSO₄+CO₂+H₂O

Mg₂SiO₄+H₂SO₄＝MgSO₄+SiO₂+H₂O

CaCO₃+H₂SO₄＝CaSO₄+CO₂+H₂O

在漿液過濾、除雜階段主要反應為：