[发明专利]轻质碳酸镁制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质碳酸镁制备工艺，尤其是涉及一种利用硫酸镁和生石灰制备轻质碳酸镁的工艺，更具体而言，涉及一种利用生石灰和湿法冶金中的浸出液经净化除杂，回收铜镍等有价金属之后的硫酸镁溶液制备轻质碳酸镁的工艺。

背景技术

轻质碳酸镁，又称碱式碳酸镁，白色单斜结晶或无定型粉末，无毒、无味、在空气中稳定，其分子式大致为(3-5)MgCO₃·Mg(OH)₂·(3-7)H₂O，微溶于水，呈弱碱性，在水中的溶解度15℃时为0.02％，溶于酸并释放二氧化碳，300℃以上即分解，生成氧化镁。

轻质碳酸镁是一种重要的化工产品，它主要用于橡胶制品填充剂、制造其他镁盐、作为多种轻工产品的填充料、也用于制造高效保温、耐火材料。由碳酸镁经煅烧产出的轻质氧化镁，除具备上述用途外还可以作为医药上的抑制剂、化学工业中的催化剂以及陶瓷、搪瓷、玻璃的原料，在湿法冶金中可作为中和沉淀剂。

轻质碳酸镁的传统制备方法基本上有两种：碳化法和纯碱法。

碳化法是用二氧化碳与氢氧化镁乳浊液制得碳酸氢镁，再经热解得到碱式碳酸镁，其主要过程及反应如下：

煅烧石灰石(CaCO₃＝CaO+CO₂↑)或白云石、菱镁矿。然后，将煅烧产物消化，生成石灰乳。接着，石灰乳与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙[MgCl₂+Ca(OH)₂＝Mg(OH)₂↓+CaCl₂]。然后，将氢氧化镁澄清洗涤，去掉Cl^-，再通二氧化碳溶解[Mg(OH)₂+2CO₂＝Mg(HCO₃)₂]。最后，将碳酸氢镁溶液加热分解，生成碳酸镁并放出二氧化碳[5Mg(HCO₃)₂＝4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O↓+6CO₂↑]，从而得到轻质碳酸镁。

纯碱法是用碳酸钠与可溶性镁盐作用，生成碱式碳酸镁，其反应如下：

5MgCl₂+5Na₂CO₃+5H₂O＝4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O↓+CO₂↑+10NaCl

5MgSO₄+5Na₂CO₃+7H₂O＝4MgCO₃·Mg(OH)₂·6H₂O↓+CO₂↑+5Na₂SO₄

最后，沉淀经过滤、洗涤、干燥即可获得碱式碳酸镁。

在湿法冶金，主要指浸出过程中，例如红土矿浸出过程中，大部分镁与被提取金属一同进入溶液。镁是一种活性金属，因而从溶液中除去镁比较困难，也不经济，镁的存在也给金属的提纯造成困难。因此，大多数情况下，湿法冶金过程中浸出的镁作为没有回收价值的元素(硫酸镁的形式)留在溶液中，并以废液的形式排放或进入污水处理系统。

当被处理的矿石或精矿含有价金属品位低，而镁的含量较高时，通常会遇到无法采用火法冶金处理、当采用湿法处理时浸出耗酸高、含镁废水处理费用高等问题。这类矿石包括红土矿、高镁低品位镍精矿等。

例如，当采用高压硫酸浸出或常压酸浸从红土矿中提取镍时，通常浸出液中镁的含量为镍的3-5倍，在硫酸镁无法直接排放的内陆，处理该废水是十分困难和昂贵的。高镁低品位镍精矿，由于含镁高，无法采用熔炼工艺，而采用湿法处理时镁大量溶出，同样存在含镁废水的处理问题。

上述传统碳化法利用生石灰和氯化镁制备轻质碳酸镁，然而无法利用湿法冶金浸出液中的硫酸镁制备轻质碳酸镁，只能排放(海边)或作为废水进行处理(内陆)。传统的纯碱法虽然可以利用碳酸钠和硫酸镁制备轻质碳酸镁，但是，碳酸钠的价格较高，从而增加了整个制备工艺的成本。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。