[发明专利]一种制备轻质碳酸镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质碳酸镁的制备方法，具体是采用气液快速混合反应沉淀制备轻质碳酸镁，属于超细颗粒制备领域。

背景技术

轻质碳酸镁是由MgCO₃、Mg(OH)₂和H₂O按一定摩尔比组成的，是一种白色结晶或无定形粉末，无毒，无味，在空气中稳定。其分子式为xMgCO₃·yMg(OH)₂·zH₂O(其中x＝1～4，y＝0～1，z＝0～8)。轻质碳酸镁微溶于水，能使水呈弱碱性，在水中长时间煮沸，有部分分解为氢氧化镁。易溶于酸和铵盐溶液，遇稀酸即起泡分解，放出CO₂。加热至300℃以上即分解出水和二氧化碳，生成氧化镁。其流动性好，分散性和填充性优良。

生产轻质碳酸镁的主要原料包括如下几种：一是矿物原料如菱镁矿、白云石、水镁石等；二是卤水；三是初级制品镁化合物，如工业级硫酸镁、氢氧化镁等。

轻质碳酸镁的生产方法很多，根据原料来源和生产方式可分为如下几类。

(1)以矿石为主要原料的制备方法

地球上含镁矿种主要有菱镁矿、溢晶石及白云石等。在传统工业中生产轻质碳酸镁主要以这些矿石为原料来制取。其主要制法为：白云石-碳化法、菱镁矿-碳铵法、苦土粉-硫酸-碳酸氢铵法等。

白云石碳化法反应原理如下：

白云石煅烧  MgCO₃·CaCO₃→MgO·CaO+2CO₂

消化        MgO·CaO+2H₂O→Mg(OH)₂+Ca(OH)₂

碳化        Mg(OH)₂+Ca(OH)₂+3CO₂→Mg(HCO₃)₂+CaCO₃+H₂O

热解    5Mg(HCO₃)₂→4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O+4H₂O+6CO₂

其具体化学过程为将含MgO17％以上的白云石与无烟煤按[(8～10)∶1]比例混合，置于窑内，在1000～1200℃锻烧，获得白云石熟料；消化槽中在搅拌情况下，用反应中的废液直接将块状的白云石消化成灰乳，达一定浓度后送入碳酸化塔，用来自石灰窑经洗涤净化后的二氧化碳进行碳酸化；塔下部安一个布气装置可使气体均匀进入塔内；碳酸化液进入澄清池澄清，获得重镁水清液，余泥加适量清水洗涤，回收其中有效镁(MgO)，后送至板框过滤机过滤，滤饼碳酸钙弃去；澄清的重镁水和滤液送至重镁水贮槽经泵送入管式热解器，直接通蒸汽加热使热解生成轻质碳酸镁。

苦土粉-硫酸-碳酸氢铵法：

将苦土粉等含镁矿物经硫酸酸解、过滤、精制得硫酸镁溶液，同碳酸氢铵进行复分解反应，反应完成浆料经热解、分离、干燥等程序制得药用碳酸镁。具体过程如下：

酸解

将苦土粉过100目筛后，置于溶解槽中，在不低于70℃搅拌下缓慢加入一定浓度的硫酸溶解，按比例渐渐加入硫酸后，槽中发生：

MgO+H₂SO₄→MgSO₄+H₂O

反应过滤得清液后。

精制

在硫酸镁中引入的主要杂质离子为Fe³⁺，Fe²⁺，Ca²⁺，Al³⁺等，在常温下，加入适量氧化剂(如H₂O₂)，调pH＝7.5～8.5，将杂质离子除去。

复分解

将碳酸氢铵制成饱和溶液，加入硫酸镁中，其反应为

MgSO₄+2NH₄HCO₃→Mg(HCO₃)₂+(NH4)₂SO₄

热解

将含碳酸氢镁的溶液用蒸汽加热、控温，使其转化为药用碳酸镁沉淀。具体反应如下：