[发明专利]白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺。

背景技术

白云岩是一种较常见的碳酸盐岩，主要矿物成分是白云石。全世界已探明的白云岩资源量达约500亿吨以上，中国优质的白云岩储量超过40亿吨，遍布辽宁、河北、山西、四川、湖南、湖北、河南、陕西、吉林、江苏等省区。

轻质氧化镁是一种重要的工业无机盐产品，可用于制造陶瓷、搪瓷、耐火坩埚和耐火砖等作为磨光剂、粘合剂、油漆及纸张的填料；也用于玻璃、染料、酚醛塑料等行业。因此，轻质氧化镁是镁化合物系产品中最重要的应用最广泛的产品之一。

轻质碳酸钙也是一种重要的无机填料，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、造纸、建筑等行业。我国轻质碳酸钙需求量较大，且产品要求质量较高。

目前，我国对白云岩的利用集中在冶金、化工、建材和农业等行业，主要用于生产金属镁、镁化合物、镁质耐火材料、镁质胶凝材料、陶瓷生产原料等，但生产过程存在能耗高、有一定的环境污染、废渣排放量大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺。本发明充分利用白云岩中的氧化镁和氧化钙，制得高附加值的产品。这种工艺过程的能耗低，便于实施推广。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺，采用白云岩为原料，包括下述制备工序：

(1)、原料预处理工序：将白云岩破碎和球磨成白云岩粉体；

(2)、白云岩酸溶工序：按HCl与白云石摩尔比为2～2.1，将白云岩粉体加入到质量百分数为25％～30％的盐酸溶液中溶解，过滤后得到含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Cl^-等离子的溶液，其中，Ca²⁺和Mg²⁺浓度为1～2mol/L；

(3)、除杂工序：在工序(2)得到的含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Cl^-等离子的溶液中，按Fe²⁺与NaClO摩尔比为1∶(2～4)加入NaClO溶液，然后通入氨气，调节pH值为5～7，经过滤，得到的滤液为纯净的含有MgCl₂和CaCl₂的溶液，滤饼为Fe(OH)₃和Al(OH)₃沉淀，作为固体废渣排放掉；

(4)、氨法沉镁工序中：向纯净的含有MgCl₂和CaCl₂的溶液中通入氨气，在40～70℃下反应1～3h，其中，氨气与MgCl₂摩尔比为(2.5～3)∶1，再经过滤，滤饼经洗涤干燥得到氢氧化镁沉淀；滤液为含NH₄⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-和OH^-的溶液；

(5)、氢氧化镁煅烧工序：将干燥后的氢氧化镁在600～800℃下煅烧1-2h，即制得轻质氧化镁制品；

(6)、碳酸钙粉体生产工艺：将含NH₄⁺、Ca²⁺，Mg²⁺，Cl^-，OH^-的溶液在室温下通入氨气，保持溶液为pH≥7.5，再用体积百分数大于40％的CO₂碳化，碳化时间在45～90min，过滤后的滤饼为碳酸钙沉淀，再经洗涤、干燥，即制得轻质碳酸钙粉体制品。

在本发明的白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺中，在步骤

(1)中，破碎和球磨成白云石粉体在200目以下，即白云岩粉体的粒径小于74μm。

在本发明的白云岩酸法制备轻质氧化镁和碳酸钙粉体的工艺中，在步骤

(6)中，过滤后的滤液为含少量钙、镁离子的氯化铵溶液，通过蒸发浓缩成氯化铵晶体，该氯化铵晶体经分解得到氯化氢和氨气，其中，氯化氢返回步骤

(2)的白云岩酸溶工序中循环利用；氨气返回步骤(3)的除杂工序、步骤(4)的氨法沉镁工序和/或步骤(6)的碳酸钙粉体生产工艺中循环利用。

本发明的优点是：