專利名稱：利用鹽湖鹵水制備高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鹽湖鹵水綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸鋇和氯化鈉的工藝。
背景技術(shù)：
目前利用鹵(海)水為原料生產(chǎn)氫氧化鎂的方法有以下幾種
(1)燒堿鹵水法，以氯化鎂或過(guò)濾后的鹵水為原料，加入氫氧化鈉進(jìn)行沉淀反應(yīng)，得到氫氧化鎂；優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快，條件易控制，產(chǎn)品純度高；缺點(diǎn)是產(chǎn)品難過(guò)濾，原料成本較高，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高；
(2)氨水法，以氯化鎂或過(guò)濾后的鹵水為原料，以氨水為沉淀劑在反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)， 反應(yīng)前加入一定量的晶種，反應(yīng)溫度控制在40°C左右，反應(yīng)完后，沉淀物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、粉碎等工序處理，制得氫氧化鎂產(chǎn)品；優(yōu)點(diǎn)是生成的氫氧化鎂結(jié)晶度較高，沉淀速度快， 易于過(guò)濾和洗滌，產(chǎn)品純度高，反應(yīng)溫度低，條件易控制；缺點(diǎn)是原料成本高于乳漿法，操作條件惡劣；
(3)硫氫化鈉法，用鹽湖鹵水或氯化鎂與硫氫化鈉反應(yīng)，得到氫氧化鎂產(chǎn)品；優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)速度快，產(chǎn)品純度較高；缺點(diǎn)是產(chǎn)品難過(guò)濾，原料成本較高，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高；
(4)石灰鹵水法，以氯化鎂或過(guò)濾后的鹵水為原料，與消化除渣后的石灰乳反應(yīng)，反應(yīng)后再經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、粉碎等工序處理，制得氫氧化鎂產(chǎn)品；優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本較低；缺點(diǎn)是雜質(zhì)含量高。目前國(guó)內(nèi)制備納米碳酸鈣的方法主要有間歇式碳化法、超重力法、多級(jí)噴霧碳化法、非冷凍法和膜分散微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器法等。針對(duì)目前我國(guó)利用鹵(海)水為原料生產(chǎn)氫氧化鎂技術(shù)的不足，有待研發(fā)一種能高效利用鹵水，并可大規(guī)模生產(chǎn)氫氧化鎂的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用鹽湖鹵水制備高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，利用天然鹽湖商水和石灰乳，生產(chǎn)高純的氫氧化鎂，并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣、硫酸鋇和氯化鈉。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
利用鹽湖鹵水制備高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，包括以下步驟 (1)原料的凈化將鹵水加熱到50-90°C，用硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，濾去雜質(zhì)后得精制鹵水； (2)硫酸根的去除把氯化鋇緩慢加入精制鹵水中，其中加入量按精制鹵水中 SO42-與氯化鋇中Ba2+的當(dāng)量比為1:1計(jì)算，控制溫度在30-60°C，反應(yīng)0. 5-2小時(shí)，保溫陳化，0. 5-1. 5小時(shí)，離心分離得硫酸鋇產(chǎn)品和母液I ；
(3)氫氧化鎂的制備把消化好的石灰乳緩慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+與母液I中的Mg2+的當(dāng)量比為1. 05-1. 50 1計(jì)算，控制溫度在50_90°C，加料時(shí)間1-3小時(shí)，反應(yīng)2-4小時(shí)，保溫陳化2-3小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅和母液 II ；
(4)高純氫氧化鎂的制備將氫氧化鎂濕餅用質(zhì)量為氫氧化鎂質(zhì)量20-50倍的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌，然后在100-12(TC下烘干即得高純氫氧化鎂；
(5)納米碳酸鈣的制備在母液II中緩慢加入碳酸鈉溶液，其中加入量按母液II中Ca2+ 與碳酸鈉中CO:當(dāng)量比為1 -1. 2 :1計(jì)算，控制溫度在30-100°C，加料時(shí)間1_8小時(shí)，反應(yīng)
2-6小時(shí)，保溫陳化2-5小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到粒徑0.Olum-IOum的納米碳酸鈣和母液III ；
(6)氯化鈉的制備將母液III進(jìn)行灘田蒸發(fā)，即得氯化鈉固體。運(yùn)城鹽湖屬內(nèi)陸硫酸鹽型鹽湖，鹵水屬Na+、Mg2+//S042_、CF 一 H2O四元交互體系， 多年來(lái)，一直沿襲夏季養(yǎng)鹵，冬季析硝，以十水芒硝為原料生產(chǎn)元明粉的工藝，由于單一提取硫酸鈉，使得鎂鹽富集，不僅影響元明粉的產(chǎn)品質(zhì)量，而且造成鎂資源的白白浪費(fèi)。為充分利用鹽湖資源，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，利用本發(fā)明方法來(lái)生產(chǎn)高純氫氧化鎂，包括以下步驟
(1)將鹵水加熱到50-65°C，用硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，濾去雜質(zhì)后得精制鹵水，測(cè)得鹵水中 SO42-含量為 40g/L ；
(2)把氯化鋇緩慢加入精制鹵水中，按硫酸根與鋇離子的當(dāng)量比為1:1進(jìn)行配料，，溫度控制在30-45°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，離心分離得硫酸鋇產(chǎn)品和母液I ；
(3)把消化好的石灰乳緩慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+與母液I中的Mg2+的當(dāng)量比為1. 05 1計(jì)算，控制溫度在70-90°C，加料時(shí)間1小時(shí)，反應(yīng)2小時(shí)，保溫陳化2小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅和母液II ；
(4)將氫氧化鎂濕餅用質(zhì)量為氫氧化鎂質(zhì)量35倍的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌，然后在100-110°C下烘干即得純度為98. 2%的氫氧化鎂；
(5)在母液II中緩慢加入碳酸鈉溶液，其中加入量按母液II中Ca2+與碳酸鈉中CO:當(dāng)量比為1. 2 1計(jì)算，控制溫度在30-50°C，加料時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)2小時(shí)，保溫陳化3小時(shí)， 然后進(jìn)行固液分離，得到粒徑0. Olum-IOum的納米碳酸鈣和母液III ；
(6)氯化鈉的制備將母液III進(jìn)行灘田蒸發(fā)，即得氯化鈉固體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)對(duì)鹵水實(shí)現(xiàn)了完全的綜合利用，無(wú)任何三廢產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；
(2)以鹵水和石灰乳為原料生產(chǎn)高純氫氧化鎂，采用獨(dú)有的消化除雜技術(shù)，得到含鈣低的高純氫氧化鎂，所得產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；
(3)生產(chǎn)完氫氧化鎂的母液與納米碳酸鈣、氯 化鈉聯(lián)產(chǎn)，該法生產(chǎn)的碳酸鈣白度好，純度高；
(4)為鹵水綜合利用找到一條經(jīng)濟(jì)效益好的途徑。


圖1為本發(fā)明工藝流程框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
取S042_含量為48g/L的鹵水IL與含104g氯化鋇的飽和溶液反應(yīng)，在35°C下反應(yīng)30 分鐘，保溫陳化1小時(shí)后，進(jìn)行固液分離，得115g硫酸鋇和母液I 1. 35L ；把1. 7升消化好的固含量為15%的石灰乳緩慢的加入母液I中，控制反應(yīng)溫度在80°C，加料時(shí)間1. 5小時(shí)， 反應(yīng)2小時(shí)，保溫陳化2小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅360g和母液II 2. 86L， 氫氧化鎂濕餅用7200g的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌后，在110°C下烘3小時(shí)制備出主含量為98. 02%的高純氫氧化鎂產(chǎn)品174g ；在母液II中緩慢加入四0 g碳酸鈉的飽和溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在50-70°C，加料時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)5小時(shí)，保溫陳化5小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到納米碳酸鈣275g和母液III 3. 25L，把母液III進(jìn)行蒸發(fā)得到氯化鈉固體85g。實(shí)施例2
取S042_含量為55g/L的鹵水IL與含119g氯化鋇的飽和溶液反應(yīng)，在50°C下反應(yīng)50 分鐘，保溫陳化1. 5小時(shí)后，進(jìn)行固液分離，得130g硫酸鋇和母液I 1. 55L ；把1. 95升消化好的固含量為15%的石灰乳緩慢的加入母液I中，控制反應(yīng)溫度在75°C，加料時(shí)間3小時(shí)， 反應(yīng)4小時(shí)，保溫陳化2小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅415g和母液II 3. 28L, 氫氧化鎂濕餅用16600g的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌后，在100°C下烘2. 5小時(shí)制備出主含量為98. 11%的高純氫氧化鎂產(chǎn)品200g ；在母液II中緩慢加入335g碳酸鈉的飽和溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在90-100°C，加料時(shí)間1小時(shí)，反應(yīng)2小時(shí)，保溫陳化2小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到納米碳酸鈣315g和母液III 3. 70L，把母液III進(jìn)行蒸發(fā)得到氯化鈉固體 96g。實(shí)施例3
取S042_含量為60g/L的鹵水IL與含130g氯化鋇的飽和溶液反應(yīng)，在30°C下反應(yīng)120 分鐘，保溫陳化0. 5小時(shí)后，進(jìn)行固液分離，得145g硫酸鋇和母液I 1. 80L ；把2. 1升消化好的固含量為14%的石灰乳緩慢的加入母液I中，控制反應(yīng)溫度在85°C，加料時(shí)間2小時(shí)， 反應(yīng)3小時(shí)，保溫陳化1小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅445g和母液II 3.75L， 氫氧化鎂濕餅用22250g的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌后，在120°C下烘2小時(shí)制備出主含量為98. 30%的高純氫氧化鎂產(chǎn)品220g ；在母液II中緩慢加入360g碳酸鈉的飽和溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在30-50°C，加料時(shí)間8小時(shí)，反應(yīng)6小時(shí)，保溫陳化3. 5小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到納米碳酸鈣355g和母液III 4. 2L，把母液III進(jìn)行蒸發(fā)得到氯化鈉固體105g。實(shí)施例4
取S042_含量為40g/L的鹵水IL與含130g氯化鋇的飽和溶液反應(yīng)，在60°C下反應(yīng)90 分鐘，保溫陳化0. 5小時(shí)后，進(jìn)行固液分離，得145g硫酸鋇和母液I 1. 80L ；把2. 1升消化好的固含量為14%的石灰乳緩慢的加入母液I中，控制反應(yīng)溫度在90°C，加料時(shí)間1小時(shí)， 反應(yīng)2小時(shí)，保溫陳化3小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅445g和母液II 3.75L， 氫氧化鎂濕餅用13350g的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌后，在110°C下烘3小時(shí)制備出主含量為98. 23%的高純氫氧化鎂產(chǎn)品220g ；在母液II中緩慢加入385g碳酸鈉的飽和溶液進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在70-90°C，加料時(shí)間3小時(shí)，反應(yīng)4小時(shí)，保溫陳化3. 5小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到納米碳酸鈣360g和母液III 4. 3L，把母液III進(jìn)行蒸發(fā)得到氯化鈉固體110g。
權(quán)利要求
1. 一種利用鹽湖鹵水制備高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，其特征是包括以下步驟(1)原料的凈化將鹵水加熱到50-90°C，用硅藻土進(jìn)行過(guò)濾，濾去雜質(zhì)后得精制鹵水； (2)硫酸根的去除把氯化鋇緩慢加入精制鹵水中，其中加入量按精制鹵水中中 SO42-與氯化鋇中Ba2+的當(dāng)量比為1:1計(jì)算，控制溫度在30-60°C，反應(yīng)0. 5-2小時(shí)，保溫陳化，0. 5-1. 5小時(shí)，離心分離得硫酸鋇產(chǎn)品和母液I ；(3)氫氧化鎂的制備把消化好的石灰乳緩慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+與母液I中的Mg2+的當(dāng)量比為1. 05-1. 50 1計(jì)算，控制溫度在50_90°C，加料時(shí)間1-3小時(shí)，反應(yīng)2-4小時(shí)，保溫陳化2-3小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得氫氧化鎂濕餅和母液 II ；(4)高純氫氧化鎂的制備將氫氧化鎂濕餅用質(zhì)量為氫氧化鎂質(zhì)量20-50倍的去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌，然后在100-12(TC下烘干即得高純氫氧化鎂；(5)納米碳酸鈣的制備在母液II中緩慢加入碳酸鈉溶液，其中加入量按母液II中Ca2+ 與碳酸鈉中CO:當(dāng)量比為1 -1. 2 :1計(jì)算，控制溫度在30-100°C，加料時(shí)間1_8小時(shí)，反應(yīng)2-6小時(shí)，保溫陳化2-5小時(shí)，然后進(jìn)行固液分離，得到粒徑0.Olum-IOum的納米碳酸鈣和母液III ；(6)氯化鈉的制備將母液III進(jìn)行灘田蒸發(fā)，即得氯化鈉固體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用鹽湖鹵水制備高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，屬于鹽湖鹵水綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟原料的凈化；把氯化鋇加入精制鹵水中，離心分離得硫酸鋇產(chǎn)品和母液Ⅰ；把消化好的石灰乳加入到母液Ⅰ中,進(jìn)行固液分離,得氫氧化鎂濕餅和母液Ⅱ；將氫氧化鎂濕餅用去離子水在常溫下進(jìn)行洗滌，得高純氫氧化鎂；在母液Ⅱ中加入碳酸鈉溶液，進(jìn)行固液分離,得到納米碳酸鈣和母液Ⅲ；將母液Ⅲ進(jìn)行灘田蒸發(fā)，得氯化鈉固體。本發(fā)明對(duì)鹵水實(shí)現(xiàn)了完全的綜合利用，無(wú)任何三廢產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；采用獨(dú)有的消化除雜技術(shù)，得到含鈣低的高純氫氧化鎂，所得產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；碳酸鈣白度好，純度高。
文檔編號(hào)C01F5/22GK102320632SQ201110246618
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者張淑樣, 王蘭君, 蘇剛, 荊小兵, 許濤, 高戰(zhàn)備, 高秀云 申請(qǐng)人:南風(fēng)化工集團(tuán)股份有限公司