[發(fā)明專利]一種利用白云石制備碳酸鈣和氫氧化鎂的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109354050B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范天博;李莉
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽辰興化工技術(shù)有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C01F5/16;C01F5/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發(fā)明公開一種利用白云石制備高純度碳酸鈣和氫氧化鎂的方法，包括制備白云石粉、制備煅白粉、一次蒸氨反應(yīng)、制取碳酸鈣、二次蒸氨反應(yīng)、制取氫氧化鎂等步驟，還提供一組適用于本發(fā)明的裝置，包括焙燒爐、第一蒸氨反應(yīng)器、氨氣收集罐、第一過濾系統(tǒng)、碳化洗滌反應(yīng)器、第二蒸氨反應(yīng)器、第二過濾系統(tǒng)、氨化反應(yīng)器、第三過濾系統(tǒng)。提供一種利用白云石制備碳酸鈣和氧化鎂的方法使白云石鈣鎂以及其他雜質(zhì)高效分離，產(chǎn)品碳酸鈣和氫氧化鎂純度高、分散性好，工藝物料可循環(huán)，有可高值化利用的二氧化碳副產(chǎn)品產(chǎn)生，少量廢渣也可以用于建筑涂料等領(lǐng)域；所采用的裝置熱利用效率高，整體能耗較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機精細化工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用白云石制備碳酸鈣和氧化鎂的方法及裝置。

背景技術(shù)

白云石為碳酸鹽的天然礦物，主要成分為MgCO_3·CaCO₃，理論碳酸鈣和碳酸鎂的比例大致是1:1。如果忽略白云石中其它少量雜質(zhì)，白云石中含氧化鈣30.41％、氧化鎂21.86％、二氧化碳47.73％。白云石為碳酸鹽巖中最常見的一種造巖礦物，是組成白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r的主要礦物成分。白云石幾乎分布于我國的各個省區(qū)，其中尤以遼寧營口大石橋、海城一帶產(chǎn)量最多。內(nèi)蒙古、福建都有白云石礦床產(chǎn)出，其次如遼東半島、冀東、內(nèi)蒙古、山西、江蘇等地也有大型礦床產(chǎn)出。白云石礦床分布較多的還有湖北、湖南、廣西、貴州、陜西等地。

白云石是除菱鎂礦、水鎂石礦之外，重要的鎂資源礦。在國外，尤其是歐美地區(qū)發(fā)達國家，除了海水之外，白云石是制取鎂化工產(chǎn)品的主要原料之一，而且產(chǎn)品附加值高。高效率的提取儲量豐富的白云石礦產(chǎn)中鎂、鈣資源，使其高值化應(yīng)用的技術(shù)，成為白云石替代菱鎂礦和水鎂石礦資源的關(guān)鍵。白云石資源化利用的方法主要包括了碳化法、氯化銨二氧化碳法、硫酸銨一步浸出法、離子交換樹脂法、鹵水白云灰乳法、白云石酸解法，其中鹵水白云灰乳法應(yīng)用較為廣泛。

中國CN201310705065.1號專利提供一種利用水溶浸取煅燒過的白云石分離鈣鎂并制備氫氧化鎂的方法，其操作步驟包括如下：白云石破碎經(jīng)煅燒成為白云石灰，白云石灰用水消化，生成氫氧化鈣和氫氧化鎂，過濾分離掉不溶物氫氧化鎂，浸取液通入二氧化碳析出碳酸鈣沉淀，再次分離得到碳酸鈣產(chǎn)品，濾渣加入的凈化劑，脫除鐵、鋁等雜質(zhì)，再離心分離、烘干后即得氫氧化鎂成品。本發(fā)明具有成本低、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點，為白云石制氫氧化鎂提供了一條新的生成途徑。該制備過程產(chǎn)生了大量的廢液和廢渣，對環(huán)境污染大，同時對于白云石的利用率較低。

中國CN200810053967.0號專利以白云石、海水鹵水為原料，制備輕質(zhì)碳酸鎂和氧化鎂的方法。白云石煅燒得輕燒白云石和窯氣，輕燒白云石和海水鹵水反應(yīng)得氫氧化鎂，氫氧化鎂加入析鎂母液制得氫氧化鎂漿；窯氣含較高濃度的二氧化碳，用于碳化氫氧化鎂漿。氫氧化鎂漿和冷卻凈化的壓縮窯氣在碳化塔中反應(yīng)制得重鎂水；重鎂水壓濾精制后，在常溫下加入堿性物質(zhì)析出堿式碳酸鎂，將其過濾或離心分離得濕堿式碳酸鎂和析鎂母液，濕堿式碳酸鎂干燥得輕質(zhì)碳酸鎂；輕質(zhì)碳酸鎂煅燒的輕質(zhì)氧化鎂。本發(fā)明與傳統(tǒng)白云石碳化法相比，能耗低，資源利用率高，不副產(chǎn)低附加值的碳酸鈣，經(jīng)濟效益明顯。使用該專利制備得到的氧化鎂純度較低，在使用過程中仍然需要對氧化鎂提純。

由于白云石制備高純氧化鎂的關(guān)鍵在于鈣鎂分離技術(shù)，現(xiàn)有的以白云石為原料制備鈣鎂鹽產(chǎn)品的工藝過程大多會產(chǎn)生大量廢酸、廢水，而且會產(chǎn)生低附加值鈣鹽副產(chǎn)品，另外，所得到鎂鈣產(chǎn)品純度不高，經(jīng)濟價值低；現(xiàn)有處理白云石的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，不能滿足高純度的碳酸鈣和氫氧化鎂的制備要求，且熱能消耗和損失較大。因此，急需設(shè)計一種利用白云石制備碳酸鈣和氧化鎂的方法及裝置以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種利用白云石制備碳酸鈣和氧化鎂的方法使白云石鈣鎂以及其他雜質(zhì)高效分離，產(chǎn)品碳酸鈣和氫氧化鎂純度高、分散性好，工藝物料可循環(huán)，有可高值化利用的二氧化碳副產(chǎn)品產(chǎn)生，少量廢渣也可以用于建筑涂料等領(lǐng)域；所采用的裝置熱利用效率高，整體能耗較低。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：