[发明专利]一种钙镁碳酸盐矿的分解方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产领域，涉及一种钙镁碳酸盐矿的分解方法，具体涉及一种采用铵盐分解钙镁碳酸盐矿的方法。

背景技术

碳酸盐矿分布广泛，其中又以钙镁碳酸盐矿物居多。而钙镁碳酸盐矿的主要存在形式包括以碳酸钙为主的石灰石、方解石，以碳酸镁为主的菱镁矿，以及既包括碳酸钙又包含碳酸镁的白云石。目前，对碳酸盐矿的利用分为了两个大的方向，一是直接从碳酸盐矿中提纯相应的碳酸盐进而又可以得到相应的金属氧化物，如生产碳酸镁、氧化镁、轻质碳酸镁、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等；二则是将碳酸盐矿的生产工艺与别的生产工艺联用生产其他化合物，如纯碱等。

公开号为CN102275957A的专利公开了一种白云石生产高纯氧化镁的工艺方法，该方法包括以下步骤：白云石经过破碎、煅烧、消化、过滤、碳化、固液分离、热解、碱式碳酸镁烘干及煅烧最终得到氧化镁产品。

公开号为CN103011630A的专利公开了一种低品位菱镁矿生产高纯氢氧化镁和氧化镁的方法，该方法的主要执行步骤如下：在煅烧炉内将低品位菱镁矿石在900～1100℃下煅烧，得到菱镁矿轻烧矿石和二氧化碳，回收二氧化碳，破碎轻烧矿石，然后利用氨-铵盐循环再生实现低品位菱镁矿浸出、提纯、分离耦合并生产高纯氢氧化镁和氧化镁。

以上两种发明方法都属于热法碳酸盐矿石的利用，其共同的缺点在于对碳酸盐矿石的利用都采用了直接煅烧的方法，考虑到煅烧温度约为1000℃，燃煤的引入会导致一系列的影响产品品质的情况发生。例如，由于煅烧过程中产生的二氧化碳还需要继续利用，所以它的纯度必须得到一定的保证。但是，在实际煅烧过程中，由于煅烧窑气中夹杂着大量的粉尘和类似二氧化硫这类的杂质气体，二氧化碳在使用前必须进行除杂净化处理，这项操作无疑又会增加工艺流程，进一步提升了最终产品的成本。另外，煅烧这类矿石所用的煅烧窑体必须具备一定的规模，其燃烧产生的热量的利用率才高，因此，这也就限制了这类生产活动的灵活性。

为了解决上述提到的热法利用碳酸盐矿的种种缺陷，一种与热法相对的湿法利用碳酸盐矿的方法被提了出来。该法摒弃了高温煅烧的方式，转而采用了两种相对温和的形式，一是利用废酸与碳酸盐矿石反应；二是利用铵盐溶液与碳酸盐矿石反应。

如公开号CN86102539A的专利就公开了一种用铵盐溶液来分解菱苦土或菱镁矿石粉的方法。该法通过控制温度将反应体系中的氨蒸出实现反应的不断进行，但该反应存在的较大问题是氨的离开往往也伴随着大量水的离开，这也就导致了两个结果，一是得到的氨水的浓度较低；二是对于得到定量的氨来说需要蒸发大量的水，反应体系的能耗不能得到有效的削减。同时该方法还需要额外加入硫酸及碳酸氢铵，没有实现原材料的充分利用，造成浪费的同时，增加了生产成本。所以，从现实生产角度来看，铵盐分解碳酸盐矿这一生产方法虽说在理论在存在一定的可行性，但却仍不能得到一个令人满意的工业实践结果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钙镁碳酸盐矿的分解方法，通过将多级逆流反应器串联或塔式反应器，实现钙镁碳酸盐矿的分解；并利用热泵原理回收热源，使热量循环利用，不仅减少反应体系的能耗，而且达到清洁生产的目的，具有工艺流程简单，大幅降低生产成本等特点。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种钙镁碳酸盐矿的分解方法，采用铵盐溶液分解钙镁碳酸盐矿，所述分解反应在串联的多级反应器或塔式反应器中进行，并将加热铵盐溶液和钙镁碳酸盐矿分解产生的混合气体携带的热量作为热源循环使用。

优选地，所述分解反应在串联的多级反应器中进行，包括如下步骤：

1)将钙镁碳酸盐矿与铵盐溶液混合形成的浆料，经一级反应器进料口进入一级反应器反应，由一级反应器釜底反应液出料口排出，再经下一级反应器进料口进入下一级反应器继续反应，依次经过多级串联反应器反应后，从末级反应器釜底反应液出料口采出反应液和固相产物；

更优选地，在步骤1)中，所述钙镁碳酸盐矿为钙镁碳酸盐矿粉，所述钙镁碳酸盐矿粉的粒径为10μm～1mm。

进一步优选地，所述钙镁碳酸盐矿粉包括但不仅限于石灰石粉、菱镁矿粉、白云石粉。最优选地，所述钙镁碳酸盐矿粉选自石灰石粉、菱镁矿粉、白云石粉中的任意一种。

更优选地，在步骤1)中，所述铵盐溶液为浓度为10wt％～饱和的铵盐水溶液。铵盐溶液的质量浓度可为10～15wt％或15～20wt％或20～25wt％或25wt％～饱和。