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碳酸鎂的生產(chǎn)方法依據原料路線(xiàn)不同其方法各異。根據國內外生產(chǎn)情況,大致歸納為四種:即白云石碳化法,鹵水碳化法,鹵水純堿法,鹵水碳銨法(或稱(chēng)鹵水小蘇打法),菱鎂礦碳化法,苦土復分解法,石棉尾礦碳化法,下面氧化鎂廠(chǎng)家簡(jiǎn)單為大家介紹幾種:
1、鹵水碳化法生產(chǎn)碳酸鎂的基本原理
該法是以鹵水,海水等含氯化鎂溶液及硫酸鎂溶液等為原料,與白云石或石灰石煅燒后產(chǎn)生CO2,白云灰或石灰為原料,進(jìn)行消化,深沉,碳化,熱解等反應而制取輕質(zhì)碳酸鎂。
白云石或石灰石經(jīng)煅燒,加水消化吸收后,與鹵水作用,生產(chǎn)工藝氫氧化鎂沉淀。再經(jīng)碳化,熱解,水洗,脫水,干燥和粉碎后,即制取輕質(zhì)碳酸鎂產(chǎn)品。其反應式如下:
白云石煅燒MgCO3·CaCO3→MgO·CaO+2 CO2↑
或石灰石煅燒CaCO3→CaO+2 CO2↑
消化MgO·CaO+2 H2O→Mg(OH)2+Ca(OH)2
沉淀MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2+CaCl2
碳化Mg(OH)2+ 2 CO2→Mg(HCO3)2
熱解5 Mg(HCO3)2→4 MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+6 CO2↑
該法同白云石碳化法不同處即引入MgCl2或MgSO4同白云灰或石灰消化后生成Mg(OH)2沉淀同時(shí)生成CaCl2或CaSO4副產(chǎn)品。本法使用的白云灰可提高輕質(zhì)碳酸鎂生產(chǎn)能力,相對降低CaCl2或CaSO4副產(chǎn)品的量。
2、礦碳化法生產(chǎn)碳酸鎂
將粒度為100-300mm的菱鎂礦石與發(fā)熱值20000-25000kJ/kg的白煤按(7-10):1的比例由立窯頂部加入窯中,立窯中預熱段溫度控制在200-250℃,煅燒段溫度控制在700-800℃,冷卻段溫度控制在100-150℃。對菱鎂礦進(jìn)行煅燒,窯頂引出窯氣,其CO2濃度達28%以上;窯底獲取活性較好的輕燒苦土??嗤两?jīng)粉碎同熱水進(jìn)行消化吸收反應生成Mg(OH)2,在碳化塔內同凈化后窯氣中CO2進(jìn)行碳酸化反應,生成碳酸氫鎂,經(jīng)沉降,分離,熱解,過(guò)濾,干燥制取輕質(zhì)碳酸鎂。其化學(xué)反應方程式:
煅燒MgCO3→MgO+CO2↑
消化MgO+ H2O→Mg(OH)2
碳化Mg(OH)2+2CO2→Mg(HCO3)2
熱解5Mg(HCO3)2→4MgCO3·Mg(OH)2·4 H2O+6 CO2↑
該法同白云石碳化法制取鎂化合物的過(guò)程相同,但因菱鎂礦含鈣量低,故不用設置回收含鎂碳酸鈣系統,同時(shí)產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鎂中含鈣較低,故該法產(chǎn)品質(zhì)量較好,產(chǎn)品成本較低,投資省,具有競爭力,是一新興工藝,引起同行重視。
3、石棉尾礦碳化法生產(chǎn)碳酸鎂
石棉尾礦的化學(xué)成分,基本同白云石化學(xué)萬(wàn)分,不同的是因尾礦不同,其鈣鎂比例不同,有的尾礦中MgO≦20%,CaO≦29%而SiO2≧20%,灼燒減量≦30%。所以采用石棉尾礦為原料制取輕質(zhì)碳酸鎂應加強清除鹽酸溶物。單位產(chǎn)品能耗及尾礦消耗量高于白云石碳化法,其反應式如下:
白云石煅燒MgCO3·CaCO3→MgO·CaO+2 CO2↑
消化MgO·CaO+2 H2O→Mg(OH)2+Ca(OH)2
碳化Mg(OH)2+ Ca(OH)2+3 CO2→Mg(HCO3)2+ CaCO3↓+ H2O
熱解5 Mg(HCO3)2→4 MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+6 CO2↑
4、鹵水——碳酸氫鹽法生產(chǎn)碳酸鎂
該法包含鹵水——小蘇打法及鹵水——碳酸氫銨法。即鹵水同小蘇打反應稱(chēng)鹵水——小蘇打法。同碳酸氫銨反應稱(chēng)鹵水——碳酸氫銨法。
將海水制鹽后的母液(鎂離子含量在50g/L左右)除去雜質(zhì)后與碳酸氫銨按適宜比例混合,進(jìn)行沉淀反應,再經(jīng)離心脫水、烘干、粉碎,制得輕質(zhì)碳酸鎂。其反應式如下:
5MgCl2+10NH4HCO3→4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O+6 CO2↑+10NH4Cl
該法可以利用碳銨或碳化氨水代替純堿生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂。母液中有少量的氯化納和大量的氯化銨,經(jīng)過(guò)濾后可分離氯化納,蒸發(fā)、冷卻后結晶回收氯化銨。