[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

说明书

本发明涉及一种以白云石为原料制备高纯氧化镁的装置及其方法和应用。该装置包括焙烧炉、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，各个部件相互配合实现钙、镁离子的高效分离。该方法利用上述装置依次包括步骤：在焙烧炉中进行白云石煅烧，在消化反应器中进行消化反应，在碳化反应器中进行一次碳化，在第一热解反应器中进行一次热解，在第二热解反应器中进行二次热解，在气氛焙烧炉中进行一次煅烧，在气氛焙烧炉中进行二次煅烧，得到的氧化镁的纯度可高于99.5％，钙镁分离效率高。本发明还包括上述装置或方法在制备高纯氧化镁中的应用。

技术领域

本发明涉及镁、钙化合物生产领域，特别是涉及一种以白云石为原料制备高纯氧化镁的装置及其方法和应用。

背景技术

白云石是钙、镁两种复合碳酸盐矿物，我国白云石矿产资源丰富。近几年国内对高品质氧化镁的需求大增。高纯氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，光透过性好，导热性高，热膨胀系数大，在电子、光学、仪表、冶金、国防、航天航空等领域有广泛的应用。高纯氧化镁的生产一般是采用普通氧化镁的制备方法，并通过特殊的除杂工艺来实现的。主要有:(1)气相法－将高纯度金属镁和氧反应生成晶核，然后使颗粒继续长大，制得高纯度微粉氧化镁；(2)无机酸溶解法－用硫酸、盐酸、硝酸等无机酸溶解氧化镁粗原料，制成无机酸的镁盐，再通过沉淀、分离、洗涤和煅烧等工艺得到高纯氧化镁；(3)氢氧化镁煅烧法；(4)氯化镁直接热解法。而目前氧化镁的生产依然停留在低水平阶段，大多处于镁化合物产品粗制阶段，生产高附加值氧化镁产品少，产品质量不稳定，生产成本过高，环境污染等问题依然存在。

由白云石制备高纯氧化镁关键在于钙镁分离技术，目前白云石钙镁分离主要有卤水-白云石法，酸解法，铵浸法，碳化法，工业上主要利用碳化法分离白云石中的钙镁。现有技术尚存在钙镁分离效率不高、化学除钙成本高、副产物碳酸钙含镁高等问题。因此，十分有必要开发由白云石制备高纯氧化镁的新技术。

发明内容

基于此，有必要针对白云石制备高纯氧化镁中钙镁分离效率不高的技术问题，提供一种以白云石为原料制备高纯氧化镁的装置及其方法和应用。

本发明提出一种制备高纯氧化镁的装置，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；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。

进一步地，还包括碳化洗涤反应器，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。

优选地，所述碳化反应器设有pH监测仪。

进一步地，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。