[發明專利]一種電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法和系統

在審

• 申請號: 202211565910.5
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115784289A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 丁文金;陳秋菊;孫紅娟;周佳穎;李靜秋
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 成都中璽知識產權代理有限公司 51233
• 代理人: 鄒騰修

1.一種電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

將電解錳渣原料預處理，得到電解錳渣粉體；

將電解錳渣粉體和酸性鹽溶液按照預定的液固比混合，在第一溫度和第一攪拌轉速下浸出第一時間段，得到第一固-液混合物；

將第一固-液混合物抽濾，得到電解錳渣的浸出液和浸出渣；

將浸出液的pH值調節至中性，得到中性浸出液；

將中性浸出液與濃氨水按照預定比例混合，同時以第一速率通入CO₂氣體，在第二溫度下攪拌反應第二時間段后得到第二固-液混合物；

將第二固-液混合物抽濾，得到濾餅和濾液；濾餅洗凈后烘干，得到輕質碳酸鈣。

2.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述方法還包括：

將第二固-液混合物抽濾得到的濾液代替酸性鹽溶液循環用于電解錳渣原料的浸出，直到浸出液中鈣離子濃度低于0.05g/100mL；

將濾液通過蒸發結晶回收硫酸銨。

3.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述預處理步驟包括：

將電解錳渣原料烘干、破碎和球磨。

4.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述酸性鹽溶液包括硫酸氫銨溶液和/或硫酸銨溶液。

5.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述酸性鹽溶液的濃度為1～6mol/L，所述酸性鹽溶液和電解錳渣粉體按液固比為20～50：1mL/g，所述第一溫度為50～100℃，所述第一時間段為30～180min。

6.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述中性浸出液和濃氨水的添加量可為8～40：1；所述通入CO₂氣體的第一速率為200～500mL/min，所述第二溫度為室溫～100℃，所述第二時間段為60～240min；

所述濃氨水的濃度為25～28％。

7.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述電解錳渣原料包括電解金屬錳生產過程中菱錳礦酸浸后產生的工業固體廢棄物或以軟錳礦等為原料采用酸浸-電解工藝生產電解錳時所產生的含CaSO₄·2H₂O的酸浸渣。

8.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述通入的CO₂氣體包括菱錳礦酸浸過程中所釋放的CO₂氣體，或燃煤煙氣中所排放的含有CO₂的混合氣體，或工業級純度的CO₂氣體。

9.根據權利要求1所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述輕質碳酸鈣的晶型為球霰石、方解石和文石中的一種或多種的混合物，輕質碳酸鈣的白度為97～99.6。

10.一種電解錳渣制備輕質碳酸鈣的系統，其特征在于，所述系統利用權利要求1-9任意一項所述的電解錳渣制備輕質碳酸鈣的方法，所述系統包括依次設置的預處理單元、第一混合單元、第一固液分離單元、pH調節單元、第二混合單元、第二固液分離單元和后處理單元，其中，

預處理單元將電解錳渣原料進行預處理，并得到電解錳渣粉體；

第一混合單元將電解錳渣粉體和酸性鹽溶液按照預定的液固比混合，在第一溫度和第一攪拌轉速下浸出第一時間段，得到第一固-液混合物；

第一固液分離單元將第一固-液混合物中分離出浸出液和浸出渣；

pH調節單元將浸出液的pH值調節至中性，得到中性浸出液；

第二混合單元將中性浸出液與濃氨水按照預定比例混合，同時接收CO₂供給單元通入的CO₂氣體，以第一速率通入CO₂氣體，在第二溫度下攪拌反應第二時間段后得到第二固-液混合物；

第二固液分離單元將第二固-液混合物抽濾，得到濾餅和濾液；

后處理單元將濾餅洗凈后烘干，得到輕質碳酸鈣。