[发明专利]以白云石为原料制备高纯氧化镁的装置及其方法和应用

权利要求书

1.一种以白云石为原料制备高纯氧化镁的装置，其特征在于，包括焙烧炉、消化反应器、碳化反应器、第一过滤系统、第二过滤系统、第三过滤系统、第一热解反应器、第二热解反应器、气氛焙烧炉、碳化洗涤反应器；其中：

所述焙烧炉的出料口与所述消化反应器的进料口相连，所述焙烧炉的出气口与所述碳化反应器的进气口相连，所述消化反应器的出料口与所述碳化反应器的进料口相连，所述碳化反应器的出料口与所述第一过滤系统的进料口相连，所述第一过滤系统的液体出料口与所述第一热解反应器的进料口相连，所述第一过滤系统的固体出料口与所述碳化洗涤反应器的进料口相连；

所述第一热解反应器的出料口与所述第二过滤系统的进料口相连，所述第二过滤系统的液体出料口与所述第二热解器的进料口相连，所述第二过滤系统的固体出料口与所述气氛焙烧炉的进料口相连，所述第二热解反应器的出料口与所述第三过滤系统的进料口相连，所述第三过滤系统的固体出料口与所述气氛焙烧炉的进料口相连；

所述碳化反应器包括容器本体、内管和冷凝管，内管固定在容器本体的空腔内，内管与容器本体的底部构成进料腔体，冷凝管设在内管与容器本体之间，冷凝管包括冷凝介质入口和冷凝介质出口；

所述第一过滤系统包括第一过滤设备和第二过滤设备，所述第一过滤设备的液体出料口与所述第二过滤设备的进料口连接，所述第一过滤设备的进料口与所述碳化反应器连接；所述第二过滤设备的出料口与所述第一热解反应器的进料口相连；和/或，所述第二过滤设备为陶瓷膜过滤机，所述陶瓷膜过滤机的膜孔径为10～100nm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述碳化洗涤反应器的进料口与所述第三过滤系统的液体出料口及所述气氛焙烧炉的出气口相连；和/或，还包括第四过滤系统，所述第四过滤系统的进料口与所述碳化洗涤反应器的出料口相连，所述第四过滤系统的液体出料口与所述消化反应器和/或碳化反应器的进料口相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述碳化反应器设有pH监测仪。

4.一种利用权利要求1～3任一项所述的装置制备高纯氧化镁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)白云石煅烧：将白云石矿石粉碎后，在焙烧炉中煅烧得到氧化钙氧化镁混合物料；

2)消化反应：将煅烧所得物料在消化反应器中加水混合制浆，水化得到氢氧化镁与氢氧化钙混合浆料；

3)一次碳化：将步骤2)制备的浆料送到碳化反应器中加水冷却降温，通入二氧化碳进行碳化分离，碳化完成后过滤得到含镁碳酸钙渣和含镁滤液；所述一次碳化的温度为18～25℃；

4)一次热解：将步骤3)制备的含镁滤液在第一热解反应器中热解，过滤得到碱式碳酸镁沉淀Ⅰ和滤液Ⅰ；

5)二次热解：将步骤4)得到的滤液Ⅰ输送至第二热解反应器中热解，过滤得到碱式碳酸镁沉淀Ⅱ和滤液Ⅱ；

6)一次煅烧：将步骤4)一次热解所得碱式碳酸镁沉淀Ⅰ在气氛焙烧炉中煅烧得到高纯氧化镁Ⅰ；

7)二次煅烧：将步骤5)二次热解所得碱式碳酸镁沉淀Ⅱ在气氛焙烧炉中煅烧得到高纯氧化镁Ⅱ。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤7)之后包括：

8)二次碳化：将一次碳化产物含镁碳酸钙与二次热解所得滤液Ⅱ在碳化洗涤反应器中混合制浆，通入二氧化碳继续碳化分离，反应完成后，过滤得到轻质碳酸钙和含镁溶液；

和/或，在步骤8)之后还包括：

9)滤液循环：将步骤8)过滤得到的含镁溶液加入消化反应器和/或碳化反应器中作为溶剂循环回用。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述水与所述物料的液固比为10～15：1；和/或，所述消化反应的温度为55～65℃；和/或，所述消化反应的时间为40～60min。

7.根据权利要求4～6任一项所述的方法，其特征在于，在步骤3)中，所述浆料按液固质量比20～35：1加水冷却降温；和/或，所述一次碳化的终点pH为7.4～7.8；和/或，每立方米反应液对应二氧化碳的通入速率为5～150L/min。