[发明专利]一种制备轻质氧化镁和氧化钙的方法及其用于制备钙镁复合膨胀剂的应用

权利要求书

1.一种制备轻质氧化镁和氧化钙的方法，其特征在于，是利用白云石煅烧分解过程中碳酸镁和碳酸钙分解温度差异性以及分解后物料重量的差异性，在悬浮反应塔内根据负压风选原理，一步法实现氧化镁和氧化钙有效分离，分别制备得到轻质氧化镁和轻质氧化钙；所述悬浮反应塔由上下两层煅烧带组成，中间设有气流分选机隔开。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的悬浮反应塔气流分选机是指置于悬浮反应塔内部，由旋风系统、变频系统和分隔轮组成的比重风选分离设备。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在悬浮反应塔内设置两层煅烧反应区，悬浮反应塔上层煅烧温度控制在550℃~650℃，将白云石煅烧分解成氧化镁、碳酸钙和二氧化碳，由于碳酸钙的分子量是氧化镁的2.5倍，通过比重风选分离设备实现氧化镁和碳酸钙的有效分离，分离出的氧化镁收集后即得轻质氧化镁，未分解的碳酸钙在悬浮反应塔下层900℃~1000℃煅烧温度内继续分解成氧化钙和二氧化碳，收集后即得到轻质氧化钙。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用如下工艺步骤：

（1）氧化镁制备：先将白云石粉磨制成细度为80μm筛余4%~6%的白云石生料粉，将白云石生料粉投入悬浮反应塔，控制悬浮反应塔上层煅烧温度在550℃-650℃，白云石生料粉在下降过程中吸收热量分解生成氧化镁、二氧化碳和碳酸钙；由于物料重量的差异性，分解产生的氧化镁和二氧化碳一起在旋风负压的作用下，经悬浮反应塔气流分选机处理，从悬浮反应塔一级出口排出，经氧化镁收尘器中进行气固分离处理后，收集即得到所需产品之一轻质氧化镁；

（2）氧化钙制备：步骤（1）中未分解的碳酸钙受重力作用在悬浮反应塔中继续下沉，控制悬浮反应塔下层煅烧温度在900℃-1000℃，未分解的碳酸钙在下降过程中吸收热量分解生成氧化钙和二氧化碳，分解产生的氧化钙和二氧化碳在旋风负压的作用下从悬浮反应塔二级出口排出，经氧化钙收尘器中进行气固分离处理后，收集即得到所需产品之一轻质氧化钙。

5.权利要求1-4的任一项所述的方法的应用，其特征在于，是用于制备钙镁复合膨胀剂；

所述钙镁复合膨胀剂由钙质膨胀组分和镁质膨胀组分构成，其中钙质膨胀组分为碳酸化改性后的氧化钙膨胀熟料，镁质膨胀组分为轻质氧化镁，碳酸化改性后的钙质膨胀组分与镁质膨胀组分的质量比为1:1；

所述的钙质膨胀组分为碳酸化改性后的氧化钙膨胀熟料，由白云石煅烧分解生成的活性氧化钙经碳酸化改性得到；

所述的镁质膨胀组份为轻质氧化镁，由白云石煅烧分解制备得到。

6.权利要求5所述应用的钙镁复合膨胀剂的制备方法，其特征在于，使用白云石分解分别制备轻质氧化镁和氧化钙的工艺流程，加氧化钙的碳酸化工艺流程，获得的碳酸化的钙质膨胀组分；钙质膨胀组分和镁质膨胀组分制备获得钙镁复合膨胀剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述碳酸化工艺流程，即为设置碳化反应釜，利用氧化镁生产过程中产生的二氧化碳，送入碳化反应釜使氧化钙碳酸化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，具体采用如下工艺步骤：

（1）镁质膨胀组分制备：白云石分解分别制备轻质氧化镁和氧化钙的过程中，氧化镁和二氧化碳在氧化镁收尘器中实现气固分离，经收尘器除尘净化后的热烟气中二氧化碳含量为8-12%，通入碳化反应釜备用，下沉的轻质氧化镁由氧化镁收尘器下端的卸料阀排出即得到所需镁质膨胀组分轻质氧化镁；

（2）活性氧化钙制备：即为白云石分解分别制备轻质氧化镁和氧化钙中获得氧化钙的步骤；

（3）碳酸化改性：将通入碳化反应釜中的热烟气加压浓缩成反应压力为0.5MPa，二氧化碳浓度为24%~26%的反应气体，然后将步骤（2）中活性氧化钙由螺旋给料机喂入碳化反应釜中进行碳酸化反应，控制碳化反应釜中的反应温度为180℃-250℃，反应时间为20min-40min，可制得所需钙质膨胀组分碳酸化改性的氧化钙膨胀熟料；

（4）复配组合：将步骤（1）制得的镁质膨胀组分和步骤（3）制得的钙质膨胀组分按质量比为1:1投入搅拌机内搅拌2min、充分混合均匀后即得所述钙镁复合膨胀剂。