[发明专利]一种白云石生产高纯碱式碳酸镁的工艺方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及到矿物加工利用的工艺方法，具体为白云石制备高纯碱式碳酸镁的工艺方法。

背景技术

碱式碳酸镁分子式为xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O，x取值为3~5，y近似为1，z取值为3～7。作为一种重要的无机化工产品，碱式碳酸镁除了用作制备高纯镁砂、镁盐系列产品的原料外，还可用作橡胶、药物、绝缘材料、食品及各种化工产品的添加剂或改良剂，应用领域广泛。目前生产碱式碳酸镁的工艺方法主要是碳化法，主要原料有菱镁矿、蛇纹石和白云石。菱镁矿虽然储量丰富，但国家对其开发利用有限制保护政策，而蛇纹石储量有限且其开发利用受地域限制。我国白云石资源分布广泛，保有储量为82.2亿吨，产地遍布全国各地，辽宁、内蒙古、山西、河南、河北、江苏、安徽、湖南、湖北、四川、重庆、福建、浙江等地都有大型白云石矿床。因此，以白云石为原料生产碱式碳酸镁的前景广阔。

白云石碳化法生产碱式碳酸镁的关键问题在于解决钙镁很难彻底分离。目前，对白云石碳化体系的改进方法主要有二次碳化、加压碳化、添加有机添加剂。二次碳化法是将碳化后的含钙重镁水热解得到含钙碳酸镁后进行第二次碳化、再经热解制备出高纯碱式碳酸镁，但能耗增加。加压碳化时在碳化时增加碳化压力，增大碳化体系中CO₂浓度，使更多的镁进入液相，过滤后经热解制备出较纯的碱式碳酸镁产品，但加压碳化对设备要求较高。添加有机添加剂，是在碳化时加入有机添加剂（主要是有机胺），有机添加剂与镁络合后进入液相，提高重镁水中MgO的含量，但有机添加剂价格昂贵，增加了生产成本。中国发明专利申请号200810053967.0公开了一种白云石海水卤水制取轻质碳酸镁和氧化镁的方法，其中涉及到碱式碳酸镁的制备技术，其特征是将白云石消化液与海水卤水反应制备氢氧化镁后再进行碳化得到重镁水，最后加入NaOH、KOH、Mg(OH)₂等碱性物质制备出碱式碳酸镁。该工艺中的海水和卤水需要进行复杂的除杂工艺，且析出碱式碳酸镁时需要加入碱性物质，原料成本增加。中国发明专利申请号201010149986.0公开了一种利用白云石生产高纯氧化镁的方法，其中涉及到碱式碳酸镁的制备技术，其主要特征是在白云石碳化体系中加入含有无机碱和水溶性高分子材料，如聚乙烯醇、甲基纤维素等，碳化至pH=7，热解过滤后得到碱式碳酸镁。该工艺采用了无机碱和昂贵的高分子聚合物，不仅导致过滤困难而且成本增加，难以推广。

发明内容

为了解决现有的碳化法生产中存在的钙镁很难彻底分离的问题，本发明提供了一种白云石生产高纯碱式碳酸镁的工艺方法，通过碳化时加入草酸或可溶性草酸盐，提高了白云石碳化法生产碱式碳酸镁的产率，同时解决了白云石碳化法中钙镁很难彻底分离的技术问题。

本发明的技术方案为：一种白云石生产高纯碱式碳酸镁的工艺方法，采用碳化法，以白云石为原料，经过粉碎、煅烧、煅白消化、过滤、镁乳液碳化、重镁水热解、烘干得到碱式碳酸镁，其中，镁乳液碳化是待镁乳液冷却后，通入二氧化碳，当pH值达到7.5～9.5的时候，加入草酸或可溶性草酸盐，使体系中草酸根的浓度为0.001～0.01mol/L，体系充分混合均匀后，继续碳化至pH为6.5～7.0，过滤，滤液为精制重镁水，残渣为轻质碳酸钙。

二氧化碳的流速为0.5L/min～1L/min。

所述的可溶性草酸盐为草酸钠、草酸钾、草酸铵中的任意一种或任意几种的任意比混合物。

煅白消化时，水与煅白的质量比为30~70:1，消化温度为50~80℃，消化时间为0.5~4h。

煅白消化时，水与煅白的质量比为40~50:1，消化温度为60~70℃，消化时间为1~3h。

所述的重镁水热解，是将重镁水在90~100℃下热解1~4h，得到碱式碳酸镁沉淀，过滤后得到碱式碳酸镁滤饼，滤液加水后再次用于消化工序。

以所述的白云石生产高纯碱式碳酸镁的工艺方法得到的碱式碳酸镁，按质量百分比计，CaO含量低于0.2%、Fe含量低于0.003%、MgO含量高于41%。

 

有益效果：1、以白云石为原料生产高纯碱式碳酸镁，原料丰富、生产成本低；2、以碳化法生产高纯碱式碳酸镁，其工艺简单、易于工业化生产；3、白云石碳化体系中加入浓度为0.001~0.01mol/L的草酸或者可溶性草酸盐，利用在相同的pH值下，生成的碳酸氢镁可溶而碳酸钙和草酸钙不溶，解决了钙镁很难彻底分离的问题，4、其最终产品纯度高，产率高。