[发明专利]一种白云石湿法综合利用工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种白云石湿法综合利用工艺，具体说是将白云石进行湿法处理、生产钙镁产品的工艺。

背景技术

白云石属钙镁复合型非金属矿，主要成分为碳酸钙、碳酸镁，是制备钙镁产品的重要原料之一。我国白云石资源非常丰富，全国探明储量40亿吨以上，分布于辽宁、吉林、河北等省市。

目前对白云石的利用方法主要有直接粉碎法、碳化法、酸解法等。其中直接粉碎法所得白云石粉应用范围较窄，只能作为低端的填料用于橡胶中；碳化法、酸解法能生产碱式碳酸镁、氢氧化镁和氧化镁等产品，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、黏合剂、食品、医药、环保等行业，但这些方法普遍存在能耗高、存在一定环境污染或中间产物难于实现回收利用的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种白云石湿法综合利用的工艺，它能大大降低能耗，中间产物可实现循环利用，而且产品质量好。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一种白云石湿法综合利用工艺，它包括以下步骤：

(1)酸浸：白云石经破碎、粉碎至粒度为50～500目，置于酸浸罐中，加入一定量的硫酸溶液，其用量为硫酸与白云石中钙、镁之和的摩尔比为1.05～1.00∶1，硫酸浓度为5％～98％，温度为20～80℃，在搅拌下进行酸浸反应，1～6h后酸浸完成，将悬浮液过滤，滤饼经干燥、粉碎，得到一次硫酸钙产品，滤液为硫酸镁溶液。

该过程的化学反应方程式为：

CaCO₃·MgCO₃+2H₂SO₄＝MgSO₄+CaSO₄·0.5H₂O↓+2CO₂↑+1.5H₂O  (1)

也可以用煅烧过的白云石粉进行酸浸，其化学反应方程式为：

CaO·MgO+2H₂SO₄＝MgSO₄+CaSO₄·0.5H₂O↓+1.5H₂O             (2)

(2)复分解反应：将上述步骤(1)所得的硫酸镁溶液置于反应罐中，在20～80℃的温度和搅拌条件下逐渐加入浓度为10％～60％的氯化钙溶液，进行复分解反应，得到氯化镁溶液和硫酸钙沉淀，经过滤实现固液分离，硫酸钙滤饼经洗涤、干燥得到二次硫酸钙产品。该过程的化学反应方程式为：

MgSO₄+CaCl₂+0.5H₂O＝MgCl₂+CaSO₄·0.5H₂O↓                   (3)

(3)中和反应：将上述步骤(2)所得的氯化镁溶液置于反应罐中，在20～80℃的温度和搅拌条件下，逐渐加入浓度为5％～30％的石灰乳进行中和反应，生成氢氧化镁沉淀和氯化钙溶液，经过滤、洗涤、干燥制得氢氧化镁产品。加入顺序为石灰乳滴入氯化镁溶液。该过程的化学反应方程式为：

MgCl₂+Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓+CaCl₂                            (4)

所述步骤(3)中还可以包括将氢氧化镁产品在马弗炉中于500℃下进行煅烧，从而制得氧化镁产品。

Mg(OH)₂＝MgO+H₂O                                          (5)

优选的，所述步骤(1)中硫酸浓度为7％～50％，酸浸温度为30～60℃，酸浸时间为2～4h。

优选的，所述步骤(1)中硫酸浓度为30％，酸浸温度为50℃。

优选的，所述白云石也可以为煅烧过的白云石粉。

在步骤(1)酸浸过程中，白云石中的镁生成硫酸镁溶于溶液，钙则以硫酸钙的形式沉淀析出，经过滤分离分别制取钙镁产品。其中硫酸钙沉淀由于含有较多的杂质，称为一次硫酸钙，经干燥和粉碎用于建材领域。

在步骤(2)复分解反应中，得到的二次硫酸钙产品，其质量可达到食品级硫酸钙的质量要求。