專利名稱：銨鹽循環(huán)法高純MgO、Mg(OH)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬無(wú)機(jī)化工品生產(chǎn)技術(shù)，具體說(shuō)是銨鹽循環(huán)法MgO、Mg(OH)2、MgCO3生產(chǎn)技術(shù)。
(二)技術(shù)背景所有反應(yīng)早已有之，但整體上查無(wú)先例。為適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源綜合利用，清潔生產(chǎn)大潮流，運(yùn)用離子交換吸附化學(xué)凈化后殘留雜質(zhì)離子，可簡(jiǎn)易、低成本獲高純Mg2+液，尤其同日申請(qǐng)另一專利“雙循環(huán)復(fù)分解沉淀反應(yīng)器”的引入，使母液濃度大增，回收硫銨母液循環(huán)用成為盈利之舉。傳統(tǒng)MgO、Mg(OH)2、MgCO3生產(chǎn)中高耗能，高耗酸堿，鈣等雜質(zhì)難低成本除凈三大予盾基本消除，革新不大，但為我鎂鹽大國(guó)走向鎂鹽強(qiáng)國(guó)打下了技術(shù)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明工藝是①以輕燒MgO為Mg源，要求含MgO≥80～90％即可，焙燒白云石、水鎂石獲MgO也可，與硫酸銨液混合，要求(MgO+CaO)比硫酸銨摩爾比高一點(diǎn)(1.5％)，(NH4)2SO4濃度最好600g/L左右為好，制成礦漿，加熱到80～85℃，泵入蒸氨塔，塔底控制140～145℃間，塔頂80～85℃間，蒸出NH3氣，冷水回收再生氨水，或與爐氣回收凈化CO2反應(yīng)得再生(NH4)2CO3液供循環(huán)用，蒸氨后礦漿放出，加絮凝劑聚丙烯酰胺及動(dòng)物膠8～12g/m3，保溫靜置12h，精濾上清液得化學(xué)凈化MgSO4液；②因蒸氨后礦漿殘留過(guò)量之Mg(OH)2在渣中，PH＞9，F(xiàn)e、Ca、Al、Mn、硅酸、重金屬難溶解，濾液可自然凈化，但此Mg2+液制成MgO純度最好只95～97％間；③精濾MgSO4液經(jīng)離子交換凈化，用磺酸基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂D001×7型，其對(duì)陽(yáng)離子交換勢(shì)順序是Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Pb2+＞Ag2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Mn2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞Li+，可看出由Fe3+＞Al3+＞Ba2+到Zn2+其中包括危害大的Al3+、Fe3+、Ca2+、Mn2+在內(nèi)可一次除凈；小規(guī)模可依雜質(zhì)總量選定樹(shù)脂用量裝網(wǎng)籃內(nèi)，浸入靜態(tài)離子交換凈化槽內(nèi)，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促快速凈化，液體雜質(zhì)殘量低于要求時(shí)可取出網(wǎng)籃；對(duì)大規(guī)?？捎秒x子交換柱(塔)，將化學(xué)凈化Mg2+液反復(fù)泵過(guò)離子換柱，至液體雜質(zhì)殘量低于要求為止，可得高純Mg2+液，交換柱流出液發(fā)現(xiàn)含Ca2+達(dá)穿透濃度時(shí)，應(yīng)停止交換，對(duì)樹(shù)脂再生，再生方法常規(guī)，不贅述。應(yīng)用離子交換凈化Mg2+液，對(duì)已經(jīng)化學(xué)凈化之Mg2+再深度凈化，應(yīng)清楚化學(xué)凈化后Mg2+中雜質(zhì)元素總量?jī)H為Mg2+量的百分之三、四，其中因Mg(OH)2過(guò)量下又加動(dòng)物膠，F(xiàn)e3+、Fe2+、A13+、H2SiO3等早已水解到10-6濃度以下，精密過(guò)濾后濾液中殘留甚微，而硫酸鹽液中，Ba2+、Pb2+、Sr2+水溶也極微量，余下量較大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響大的僅Ca2+、Mn2+為主才是離子交換凈化的主要清除對(duì)象；B元素，因用輕燒MgO作原料，燒制溫度700～800℃間，B早已氣化分離，在此難化驗(yàn)到，故本發(fā)明用離子交換樹(shù)脂量，耗再生劑量均很少，成本特低，而純度很高，凈化效果特好，經(jīng)離子交換凈化鹽液，可稱為高純凈化液-----這里“高純”專指不影響反應(yīng)后獲高純產(chǎn)品而言。Na+可洗去，NH4+可氣化分離，不在雜質(zhì)內(nèi)，陰離子交換凈化也類似，不贅述。獲高純MgSO4液應(yīng)含MgSO4≥2.6mol/L，主要雜質(zhì)凈化達(dá)標(biāo)；④碳酸氫銨，氨水絮凝劑及溫水制成含(NH4)2CO3≥3.3mol/L，溫度52±3℃溶液，精濾后再過(guò)D001×7陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸除Ca、Mg、Fe離子，得高純(NH4)2CO3液；⑤將高純MgSO4液與15％氨水，或3.3mol/L(NH4)2CO3液，按MgSO4∶NH3·H2O等于1∶2.2或MgSO4∶(NH4)2CO3＝1∶1.05泵入雙循環(huán)復(fù)分解沉淀反應(yīng)器，用MgSO4母液稀釋10～20倍循環(huán)反應(yīng)，得Mg(OH)2↓或MgCO3↓及含(NH4)2SO4≥200g/L母液，回收Mg(OH)2↓或MgCO3↓，純水洗凈，干燥后為高純Mg(OH)2、MgCO3產(chǎn)品，兩產(chǎn)品入爐熱解均可得高純MgO，純度可達(dá)99.5～99.95％到更純；⑥得母液(NH4)2SO4≥200g/L，加硫酸調(diào)PH≈7±0.5間，多效濃縮到(NH4)2SO4≥600g/L，返回①步循環(huán)用；⑦用氯化銨、硝酸銨替代硫酸銨方法相似，不贅述；只是輕燒鎂用白云石、水鎂石替代時(shí)，溶液含Ca2+高，在GaCl2、Ca(NO3)2液中脫Ca2+，可加入MgSO4稍過(guò)量，使Ca2+以CaSO4↓沉淀后，殘余水溶Ca2+再過(guò)離子交換凈化；BaCl2、Ba(NO3)2、SrCl2、Sr(NO3)2高也可先加MgSO4除Ba、Sr再離子交換凈化；若用鹽田產(chǎn)MgCl2，含K+、Na+高可用丙烯酸類樹(shù)脂凈化，它在鹵化鹽液中交換勢(shì)Li+＞Na+＞K+，可優(yōu)先吸除Na+、K+；鹽田Mg2+液，含有機(jī)質(zhì)高，可加強(qiáng)氧化劑O3除之；有不知名異種有機(jī)物影響質(zhì)量，一般過(guò)活性炭柱吸附后，可改善質(zhì)量。
權(quán)利要求
本發(fā)明內(nèi)容中①以輕燒MgO為Mg源，要求含MgO≥80～90％即可，焙燒白云石、水鎂石獲MgO也可，與硫酸銨液混合，要求(MgO+CaO)比硫酸銨摩爾比高一點(diǎn)(1.5％)，(NH4)2SO4濃度最好600g/L左右為好，制成礦漿，加熱到80～85℃，泵入蒸氨塔，塔底控制140～145℃間，塔頂80～85℃間，蒸出NH3氣，冷水回收再生氨水，或與爐氣回收凈化CO2反應(yīng)得再生(NH4)2CO3液供循環(huán)用，蒸氨后礦漿放出，加絮凝劑聚丙烯酰胺及動(dòng)物膠8～12g/m3，保溫靜置12h，精濾上清液得化學(xué)凈化MgSO4液；②因蒸氨后礦漿殘留過(guò)量之Mg(OH)2在渣中，PH＞9，F(xiàn)e、Ca、Al、Mn、硅酸、重金屬難溶解，濾液可自然凈化，但此Mg2+液制成MgO純度最好只95～97％間；③精濾MgSO4液經(jīng)離子交換凈化，用磺酸基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂D001×7型，其對(duì)陽(yáng)離子交換勢(shì)順序是Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Pb2+＞Ag2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Mn2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞Li+，可看出由Fe3+＞Al3+＞Ba2+到Zn2+其中包括危害大的Al3+、Fe3+、Ca2+、Mn2+在內(nèi)可一次除凈；小規(guī)?？梢离s質(zhì)總量選定樹(shù)脂用量裝網(wǎng)籃內(nèi)，浸入靜態(tài)離子交換凈化槽內(nèi)，作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，促快速凈化，液體雜質(zhì)殘量低于要求時(shí)可取出網(wǎng)籃；對(duì)大規(guī)?？捎秒x子交換柱(塔)，將化學(xué)凈化Mg2+液反復(fù)泵過(guò)離子換柱，至液體雜質(zhì)殘量低于要求為止，可得高純Mg2+液，交柱流出液發(fā)現(xiàn)含Ca2+達(dá)穿透濃度時(shí)，應(yīng)停止交換，對(duì)樹(shù)脂再生，再生方法常規(guī)，不贅述。應(yīng)用離子交換凈化Mg2+液，對(duì)已經(jīng)化學(xué)凈化之Mg2+再深度凈化，應(yīng)清楚化學(xué)凈化后Mg2+中雜質(zhì)元素總量?jī)H為Mg2+量的百分之三、四，其中因Mg(OH)2過(guò)量下又加動(dòng)物膠，F(xiàn)e3+、Fe2+、Al3+、H2SiO3等早已水解到10-6濃度以下，精密過(guò)濾后濾液中殘留甚微，而硫酸鹽液中，Ba2+、Pb2+、Sr2+水溶也極微量，余下量較大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響大的僅Ca2+、Mn2+為主才是離子交換凈化的主要清除對(duì)象；B元素，因用輕燒MgO作原料，燒制溫度700～800℃間，B早已氣化分離，在此難化驗(yàn)到，故本發(fā)明用離子交換樹(shù)脂量，耗再生劑量均很少，成本特低，而純度很高，凈化效果特好，經(jīng)離子交換凈化鹽液，可稱為高純凈化液-----這里“高純”專指不影響反應(yīng)后獲高純產(chǎn)品而言。Na+可洗去，NH4+可氣化分離，不在雜質(zhì)內(nèi)，陰離子交換凈化也類似，不贅述。獲高純MgSO4液應(yīng)含MgSO4≥2.6mol/L，主要雜質(zhì)凈化達(dá)標(biāo)；④碳酸氫銨，氨水絮凝劑及溫水制成含(NH4)2CO3≥3.3mol/L，溫度52±3℃溶液，精濾后再過(guò)D001×7陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸除Ca、Mg、Fe離子，得高純(NH4)2CO3液；⑤將高純MgSO4液與15％氨水，或3.3mol/L(NH4)2CO3液，按MgSO4∶NH3·H2O等于1∶2.2或MgSO4∶(NH4)2CO3＝1∶1.05泵入雙循環(huán)復(fù)分解沉淀反應(yīng)器，用MgSO4母液稀釋10～20倍循環(huán)反應(yīng)，得Mg(OH)2↓或MgCO3↓及含(NH4)2SO4≥200g/L母液，回收Mg(OH)2↓或MgCO3↓，純水洗凈，干燥后為高純Mg(OH)2、MgCO3產(chǎn)品，兩產(chǎn)品入爐熱解得高純MgO，純度可達(dá)99.5～99.95％到更純；⑥得母液(NH4)2SO4≥200g/L，加硫酸調(diào)PH≈7±0.5間，多效濃縮到(NH4)2SO4≥600g/L，返回①步循環(huán)用；⑦用氯化銨、硝酸銨替代硫酸銨方法相似，不贅述。本發(fā)明中應(yīng)用離子交換法和引入雙循環(huán)復(fù)分解沉淀反應(yīng)器后得高純Mg2+液，同時(shí)獲高濃母液，可低成本回收再生硫酸銨，碳酸銨循環(huán)用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，此工藝屬首創(chuàng)，應(yīng)受知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)機(jī)化工品生產(chǎn)技術(shù)，具體說(shuō)是銨鹽循環(huán)法高純MgO、Mg(OH)
文檔編號(hào)C01F5/20GK101016160SQ20061004176
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月9日
發(fā)明者朱作遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:朱作遠(yuǎn)