一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法：S1：將菱鎂礦置于煅燒爐中煅燒，得到輕燒氧化鎂；煅燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)凈化處理后分成凈化尾氣A和凈化尾氣B；S2：將輕燒氧化鎂以醋酸溶液為水化劑進(jìn)行水化處理，水化處理結(jié)束后過濾，得到濾液A和濾餅A，濾餅A依次經(jīng)洗滌和過濾后得到濾液B和濾餅B；將濾餅B烘干后進(jìn)行二次煅燒即得到高純氧化鎂；S3：將濾液A和濾液B混合后得到碳化液，向碳化液中通入凈化尾氣A進(jìn)行碳化處理，碳化處理過程中調(diào)節(jié)pH；碳化處理后向碳化液中加入聚丙烯酰胺，然后過濾得到濾液C和濾餅C；濾餅C經(jīng)烘干后得到碳酸鈣固體。本發(fā)明專利技術(shù)制備的氧化鎂中鈣含量小于0.1wt％，實(shí)現(xiàn)了廢水的循環(huán)利用和二氧化碳零排放。廢水的循環(huán)利用和二氧化碳零排放。廢水的循環(huán)利用和二氧化碳零排放。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法


[0001]本專利技術(shù)涉及氧化鎂提純
具體地說是一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法。

技術(shù)介紹

[0002]菱鎂礦是一種碳酸鎂礦物，其理論組成中CO2占比52.19wt％，它是鎂的主要來源，在生產(chǎn)鎂的過程中伴隨大量CO2產(chǎn)生，窯爐尾氣中CO2濃度約為 25％。目前，中國菱鎂礦年開采量約2000萬噸，由菱鎂礦(碳酸鎂)分解轉(zhuǎn)化為相關(guān)氧化鎂產(chǎn)品，所產(chǎn)生的二氧化碳量約為1000萬噸(不含加工過程中的能耗)，如果采用該碳零排放技術(shù)，則最少可以實(shí)現(xiàn)碳減排1000萬噸。另外，菱鎂礦的主要雜質(zhì)相為含鈣化合物，要想以菱鎂礦為原料獲得高純氧化鎂(純度為99wt％以上的氧化鎂)，關(guān)鍵問題在于如何降低加工過程中碳排放以及如何實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)鈣的有效去除。
[0003][0004]目前，菱鎂礦制備高純氧化鎂的方法主要有：碳化法、碳酸化法、氨化法、浮選法等。利用碳化法制備的產(chǎn)品純度高，但工藝復(fù)雜，且能耗高、效率低；碳酸化法較碳化法工藝簡單，但制備的氧化鎂純度較低；氨化法工藝比較簡單，但是氫氧化鎂為膠狀沉淀，顆粒較細(xì)，濾餅含水量高，過濾困難使產(chǎn)品的純度難以保證，實(shí)際生產(chǎn)中操作困難；浮選法，浮選藥劑復(fù)雜，不易回收利用，浮選過程耗水量巨大，廢水排放造成嚴(yán)重的水體和土壤污染，且對雜質(zhì)鈣去除效果一般。
[0005]遼寧鎂譽(yù)新材料股份有限公司的專利申請CN 111732115 A中公開了一種冶金沉淀級氧化鎂的制備方法及應(yīng)用，其方法為煅燒菱鎂礦，將200
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325 目氧化鎂粉加入到反應(yīng)釜中，按比例加入定量氯化鎂溶液，攪拌并往罐內(nèi)輸入蒸汽，保持反應(yīng)釜內(nèi)溫度在60～90℃用以脫鈣制備冶金沉淀劑氧化鎂，其活性及純度均獲得提高，鈣含量可以達(dá)到小于0.2wt％且對尾水進(jìn)行回收處理。然而，該方法菱鎂礦煅燒產(chǎn)生大量CO2氣體，不經(jīng)處理的尾氣與目前降低工業(yè)CO2排放，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的目標(biāo)不符，并且脫鈣過程引入氯化物，氯離子無法徹底去除，在濾餅烘干或煅燒過程中將有HCl氣體逸出，對烘干或煅燒設(shè)備造成腐蝕；且其最終制備的氧化鎂中0.2wt％的鈣含量仍較高，無法滿足某些領(lǐng)域?qū)Ω呒兌鹊囊蟆?br/>[0006]另外，在對菱鎂礦進(jìn)行煅燒的過程中，礦料在爐內(nèi)的分散度、煅燒時(shí)間和煅燒溫度等對煅燒效果有著較大的影響，礦料分散度較差將導(dǎo)致礦料煅燒不充分，從而降低礦料的煅燒效果；而氧化鎂的煅燒效果對后續(xù)氧化鎂中鈣的去除有重要影響。常規(guī)的煅燒方式是將礦料直接投入煅燒爐內(nèi)，礦料在自由下落的過程中進(jìn)行煅燒，由于礦料在爐內(nèi)的初始分散度較差，且下落速度較快，容易導(dǎo)致物料有效煅燒時(shí)間不足、煅燒不充分，且裝置維護(hù)時(shí)需停機(jī)操作，降低工作效率，自動(dòng)化程度較低。這不僅影響菱鎂礦的煅燒效果，而且還影響菱鎂礦的煅燒效率，不利于提高氧化鎂的生產(chǎn)效率。
[0007]因此，急需開發(fā)一種菱鎂礦除鈣提純方法，以使其提純過程中可以實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用及CO2氣體零排放，并進(jìn)一步提高采用菱鎂礦生產(chǎn)氧化鎂的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0008]為此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于提供一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，以解決菱鎂礦煅燒高碳排放、雜質(zhì)鈣含量高及現(xiàn)有菱鎂礦除鈣技術(shù)效果不足等問題。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
[0010]一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，包括如下步驟：
[0011]S1：將菱鎂礦置于煅燒爐中煅燒，得到輕燒氧化鎂；煅燒過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)凈化處理后分成凈化尾氣A和凈化尾氣B兩部分；
[0012]S2：將輕燒氧化鎂以醋酸溶液為水化劑進(jìn)行水化處理，水化處理結(jié)束后過濾，得到濾液A和濾餅A，濾餅A依次經(jīng)洗滌和過濾后得到濾液B和濾餅B；將濾餅B進(jìn)行二次煅燒即得到高純氧化鎂；濾餅A的洗滌為一次洗滌或多次洗滌，相應(yīng)地，濾液B為一次或多次洗滌后的濾液總和；
[0013]S3：將濾液A和濾液B混合后得到碳化液，向碳化液中通入凈化尾氣 A進(jìn)行碳化處理，碳化處理過程中加入氧化鎂或氫氧化鎂調(diào)節(jié)pH；碳化處理后向碳化液中加入聚丙烯酰胺，然后過濾得到濾液C和濾餅C；濾餅C經(jīng)烘干后得到碳酸鈣固體；
[0014]S4：將濾液C分成濾液C1和濾液C2兩部分，濾液C1通入水化劑中循環(huán)利用，濾液C2作為濾餅A的洗滌液循環(huán)利用；將凈化尾氣B中的二氧化碳采用化學(xué)吸收法捕集后制備成工業(yè)干冰，或者將碳化處理過程排出的氣體與凈化尾氣B合并后得到凈化尾氣C，將凈化尾氣C中的二氧化碳采用化學(xué)吸收法捕集后制備成工業(yè)干冰。
[0015]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，步驟S1中：菱鎂礦的粒徑為10目～100 目，菱鎂礦煅燒溫度為600～1300℃，煅燒時(shí)間為2～6h，該煅燒條件下可以保證菱鎂礦煅燒后能夠完全分解且煅燒產(chǎn)物輕燒氧化鎂具有一定活性；輕燒氧化鎂還進(jìn)行破碎處理，且破碎后的輕燒氧化鎂過100目篩后備用，以便于進(jìn)行水化處理；
[0016]步驟S2中：水化處理溫度為5～95℃，水化處理時(shí)間為5～180min；輕燒氧化鎂與水化劑的質(zhì)量之比為1：1～10；水化劑中的醋酸與輕燒氧化鎂中氧化鈣的質(zhì)量之比為2.14～4:1；在該水化條件下，輕燒氧化鎂中的鈣能夠盡可能地轉(zhuǎn)化為醋酸鈣而溶液水中，且只有少量的氧化鎂被水化為氫氧化鎂，而水化過程中氫氧化鎂生成量越少越有利于后續(xù)二次煅燒中的節(jié)能；濾餅B的二次煅燒溫度為400～1300℃，二次煅燒時(shí)間為2～8h。
[0017]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，驟S1中：菱鎂礦煅燒溫度為800～1000 ℃，煅燒時(shí)間為2～3h；
[0018]步驟S2中：水化處理溫度為10～40℃，水化處理時(shí)間為30～60min；輕燒氧化鎂與水化劑的質(zhì)量之比為1：3～5；水化劑中的醋酸與輕燒氧化鎂中氧化鈣的質(zhì)量之比為2.2:1；濾餅B的二次煅燒溫度為600～1000℃，煅燒時(shí)間為4～6h。
[0019]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，步驟S3中：為保證碳化過程順利進(jìn)行且節(jié)能，碳化處理溫度為5～80℃，碳化處理時(shí)間為20～180min；碳化處理過程中控制碳化液pH在7.5～9.5范圍內(nèi)；濾餅C的烘干溫度為110～250 ℃，烘干時(shí)間為30～180min。
[0020]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，步驟S3中：碳化處理溫度為10～40℃，碳化處理時(shí)間為60～100min；碳化處理過程中控制碳化液pH在8.0～8.5 范圍內(nèi)；濾餅C的烘干溫度為150℃，烘干時(shí)間為60min。
[0021]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，步驟S2和步驟S3中過濾為真空抽濾、壓濾或離心
過濾；步驟S3中：聚丙烯酰胺為陰離子型聚丙烯酰胺，分子量為800萬～1200萬，碳化液中聚丙烯酰胺的加入量為100ppm～500ppm以保證懸浮顆粒快速沉降；步驟S4中：采用化學(xué)吸收法捕集二氧化碳時(shí)，所用捕集液為胺類水溶液。
[0022]上述煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，步驟S1中，煅燒爐包括爐體、支架、燃燒噴嘴、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)和吹浮機(jī)構(gòu)，所述爐體側(cè)壁的頂部設(shè)有進(jìn)料口，所述爐體的底部設(shè)有出料口，所述支架固定連接在爐體的內(nèi)部，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，包括如下步驟：S1：將菱鎂礦置于煅燒爐中煅燒，得到輕燒氧化鎂；煅燒過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)凈化處理后分成凈化尾氣A和凈化尾氣B兩部分；S2：將輕燒氧化鎂以醋酸溶液為水化劑進(jìn)行水化處理，水化處理結(jié)束后過濾，得到濾液A和濾餅A，濾餅A依次經(jīng)洗滌和過濾后得到濾液B和濾餅B；將濾餅B進(jìn)行二次煅燒即得到高純氧化鎂；S3：將濾液A和濾液B混合后得到碳化液，向碳化液中通入凈化尾氣A進(jìn)行碳化處理，碳化處理過程中加入氧化鎂或氫氧化鎂調(diào)節(jié)pH；碳化處理后向碳化液中加入聚丙烯酰胺，然后過濾得到濾液C和濾餅C；濾餅C經(jīng)烘干后得到碳酸鈣固體；S4：將濾液C分成濾液C1和濾液C2兩部分，濾液C1通入水化劑中循環(huán)利用，濾液C2作為濾餅A的洗滌液循環(huán)利用；將凈化尾氣B中的二氧化碳采用化學(xué)吸收法捕集后制備成工業(yè)干冰，或者將碳化處理過程排出的氣體與凈化尾氣B合并后得到凈化尾氣C，將凈化尾氣C中的二氧化碳采用化學(xué)吸收法捕集后制備成工業(yè)干冰。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S1中：菱鎂礦的粒徑為10目～100目，菱鎂礦煅燒溫度為600～1300℃，煅燒時(shí)間為2～6h；輕燒氧化鎂還進(jìn)行破碎處理，且破碎后的輕燒氧化鎂過100目篩后備用；步驟S2中：水化處理溫度為5～95℃，水化處理時(shí)間為5～180min；輕燒氧化鎂與水化劑的質(zhì)量之比為1：1～10；水化劑中的醋酸與輕燒氧化鎂中氧化鈣的質(zhì)量之比為2.14～4:1；濾餅B的二次煅燒溫度為400～1300℃，二次煅燒時(shí)間為2～8h。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S1中：菱鎂礦煅燒溫度為800～1000℃，煅燒時(shí)間為2～3h；步驟S2中：水化處理溫度為10～40℃，水化處理時(shí)間為30～60min；輕燒氧化鎂與水化劑的質(zhì)量之比為1：3～5；水化劑中的醋酸與輕燒氧化鎂中氧化鈣的質(zhì)量之比為2.2:1；濾餅B的二次煅燒溫度為600～1000℃，煅燒時(shí)間為4～6h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S3中：碳化處理溫度為5～80℃，碳化處理時(shí)間為20～180min；碳化處理過程中控制碳化液pH在7.5～9.5范圍內(nèi)；濾餅C的烘干溫度為110～250℃，烘干時(shí)間為30～180min。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S3中：碳化處理溫度為10～40℃，碳化處理時(shí)間為60～100min；碳化處理過程中控制碳化液pH在8.0～8.5范圍內(nèi)；濾餅C的烘干溫度為150℃，烘干時(shí)間為60min。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S2和步驟S3中過濾為真空抽濾、壓濾或離心過濾；步驟S3中：聚丙烯酰胺為陰離子型聚丙烯酰胺，分子量為800萬～1200萬，碳化液中聚丙烯酰胺的加入量為100ppm～500ppm；步驟S4中：采用化學(xué)吸收法捕集二氧化碳時(shí)，所用捕集液為胺類水溶液。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煅燒菱鎂礦除鈣提純方法，其特征在于，步驟S1中，煅燒爐包括爐體(1)、支架(2)、燃燒噴嘴(3)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)和吹浮機(jī)構(gòu)，所述爐體(1)側(cè)壁的頂部設(shè)有進(jìn)料口(5)，所述爐體(1)的底部設(shè)有出料口(6)，所述支架(2)固定連接在爐體(1)的內(nèi)部，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)固定連接在爐體(1)頂部，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)的輸出軸上同軸固定連接有轉(zhuǎn)軸(7)，所述轉(zhuǎn)軸(7)上設(shè)有卡條；所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定套盤(8)、轉(zhuǎn)動(dòng)套盤
(9)和載料盤(10)，所述固定套盤(8)固定...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田曉利，李志勛，馮潤棠，孫榮海，陳貴軍，辛宇，鄭全福，賈婷，張昌軍，李超，張潔，王學(xué)沛，朱高收，劉志剛，王朋飛，
申請(專利權(quán))人：濮陽濮耐高溫材料集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：