[发明专利]一种从含镁碳酸盐矿中提取镁/和联产硫酸钙的方法

说明书

本发明提供一种从含镁碳酸盐矿中提取镁/和联产硫酸钙的方法，包括如下步骤：1)将硫酸铵溶液和含镁碳酸盐矿粉反应，分别得到碳铵蒸汽，以及，硫酸镁溶液和未反应的含镁碳酸盐矿粉，或者，分别得到碳铵蒸汽，以及，硫酸镁溶液、未反应的含镁碳酸盐矿粉和硫酸钙固体；2)将碳铵蒸汽冷凝，得到碳铵溶液；3)将硫酸镁溶液和未反应的含镁碳酸盐矿粉与硫酸溶液反应，得到硫酸镁溶液；或者，将硫酸镁溶液、未反应的含镁碳酸盐矿粉和硫酸钙固体与硫酸溶液反应，过滤，分别得到硫酸镁溶液和硫酸钙固体；4)将硫酸镁溶液与碳铵溶液反应，得到碳酸镁产品和硫酸铵溶液。本发明通过引入硫酸，碳酸盐矿中镁的提取率和提取效率大幅度提高，产品品质提升。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种从含镁碳酸盐矿中提取镁/和联产硫酸钙的方法。

背景技术

金属镁及镁化合物产品在国民经济建设中有着举足轻重的作用和地位。我国的镁资源虽然丰富，但由于发展起点较低，生产方式较为粗放，得到的镁盐产品品质低端，应用领域受限。随着社会经济的发展，使得镁盐行业原有技术逐渐向精细化、高附加值、节能环保的技术工艺路线转型。

生产镁化合物的固体矿主要以菱镁矿、白云石矿、水镁石矿。针对固体镁矿资源特别是以菱镁矿和白云石矿为代表的碳酸盐类矿石，为获得其中的镁，传统工艺首先是通过高温煅烧的方式将碳酸镁分解成氧化镁，然后依据不同的产品需求进入后续的处理工艺。

一般含镁碳酸盐矿石的分解都需要较高的温度，如菱镁矿在650℃左右开始分解，完全分解则需约900℃，为得到不同类型的产品，有的煅烧温度甚至近2000℃。白云石由于含有碳酸钙，相应煅烧温度较菱镁矿会更高，工业上常规的煅烧温度在1100～1250℃。因此，含镁碳酸盐矿的煅烧过程是一个高能耗的工艺过程。另外，矿石中其它各类杂质如氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化铝、锰等在煅烧过程中容易被带入产品氧化镁中，这不仅增加了分离提纯的难度，也影响了产品品质。随着镁盐产品的精细化和市场对更多高附加价值的镁盐产品的需求，采用固相煅烧分离难以达到产品要求，研究者们试图通过液相分离的方式，得到高品质的镁盐产品。

为了解决煅烧含镁碳酸盐矿工艺的高能耗及产品品质低的问题，专利CN104843756A提供了一种类似填料塔方案的液相碳酸盐矿的分解方法。该方法将一定粒径的碳酸盐矿石作为填料/反应物装填到反应塔中，然后用铵盐溶液从塔顶进入反应塔参与反应，在一个反应塔内实现碳酸盐矿的分解和氨的回收同步进行。但该方法铵盐及矿石的转化率偏低，并且作为填料的矿石在反应过程中由于反应生成物容易包裹在填料表面阻碍反应，导致固体板结成块，物料反应不彻底，运行效率低，卸料困难。

为了解决上述这种湿法分解填料塔在分解矿石中出现的粒径大、反应接触面小、反应效率低、结块、卸料困难等方面的问题，专利CN105347703A介绍了一种采用铵盐溶液分解钙镁碳酸盐矿的方法。该方法将含镁碳酸盐矿粉与硫酸铵形成的浆料通入多级逆流串联的反应器中反应，解决了填料塔式液相分解运行效率和提取率低、单级反应釜水蒸发量大、碳铵浓度偏低且不稳定等问题。但该方法需采用三个及以上个数的反应釜串联才能达到较好的反应效果，设备投资大，工艺流程长。其次，由于该反应体系的反应温度有接近200℃，压力1.0Mpa，固液相体系，釜与釜之间很难找到合适的输送设备实现长期连续稳定的运行。