專利名稱:輕質(zhì)碳酸鎂的無廢液制造方法
本發(fā)明是一種從含鎂礦物制造碳酸鎂的方法，特別是涉及用銨鹽溶液來分解含鎂礦物制造碳酸鎂的工藝技術(shù)。
國內(nèi)目前的碳氨法生產(chǎn)碳酸鎂的方法，系用碳酸銨水溶液，碳酸氫銨或碳酸氫銨加氨水與含鎂溶液(通常為鹵水)反應(yīng)而得，用這種方法可以制得視比容大的輕質(zhì)碳酸鎂，但反應(yīng)付產(chǎn)物銨鹽溶液回收價值不大，排放則污染嚴重。(無機鹽工業(yè)，1982，№6，P1)本發(fā)明的目的是在于尋求一種產(chǎn)品質(zhì)量不僅符合我國輕質(zhì)碳酸鎂標準(GB1612-79)而且可用作生產(chǎn)輕質(zhì)氧化鎂(HG1-324-77)的原料，又不產(chǎn)生廢液的新的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明是通過下述方法具體實施的，工藝流程見附圖。
1.浸取將硫酸銨，硝酸銨或氯化銨鹽溶液與菱苦土或菱鎂礦粉等含鎂礦料，在反應(yīng)鍋1中攪拌混合，加熱，反應(yīng)溫度控制在溶液沸點附近，反應(yīng)后將料液過濾，濾液為鎂鹽溶液，將濾液送到反應(yīng)鍋2，反應(yīng)中放出的氨氣用水吸收形成回收氨水，這些回收氨水一部分用酸中和，生成銨鹽溶液返回作補充浸取反應(yīng)劑用，另一部分送到反應(yīng)鍋2(參見流程圖)參加反應(yīng)。
以硫酸銨與菱苦土為原料時，其反應(yīng)方程式為
反應(yīng)時，銨鹽與菱苦土的比值與菱苦土轉(zhuǎn)化率及最終浸取液中雜質(zhì)錳離子的含量有關(guān)，此值越大，菱苦土轉(zhuǎn)化率上升，但浸取液中錳離子含量增加，當銨鹽與菱苦土原料中氧化鎂比值為1∶0.85～1.12時，產(chǎn)品碳酸鎂中錳離子雜質(zhì)含量可符合化工部標準HG1-324-77輕質(zhì)氧化鎂原料的要求。
2.反應(yīng)送到反應(yīng)鍋2的上述濾液與銨的碳酸鹽反應(yīng)，本方法中，是用碳酸氫銨和回收氨水，NH4OH/NH4HCO3的克分子比為0～1.75∶1，在以硫酸銨作浸取劑時，此反應(yīng)式為
Mg++濃度在0.41～0.83mol/dm3之間，NH4HCO3/Mg++為1～1.2∶1，反應(yīng)溫度控制在40-90℃。所得沉淀經(jīng)洗滌、離心分離、干燥粉碎即得成品輕質(zhì)堿式碳酸鎂。此堿式碳酸鎂經(jīng)焙燒，粉碎即得輕質(zhì)氧化鎂。
與我國目前采用的碳氨法相比較，由于現(xiàn)行碳氨法采用鎂鹽溶液與銨的碳酸鹽反應(yīng)，一噸碳酸鎂將產(chǎn)生357.3公斤NH+4的絕對排污量，若以每噸碳酸鎂生產(chǎn)需水80噸計，產(chǎn)生廢水80m3，平均含氨氮4466.5mg/dm3，超過氨氮排放標準15mg/dm3的297.8倍，每噸廢水收排污費1.45元，每生產(chǎn)1噸碳酸鎂將收排污費116元，每生產(chǎn)1噸氧化鎂將收排污費290元。
本發(fā)明由于銨鹽溶液閉路循環(huán)套用，故無廢液排放。且所得碳酸鎂雜質(zhì)含量低，產(chǎn)品可作生產(chǎn)符合化工部標準的輕質(zhì)氧化鎂的原料。
下述實施例是為了更好地說明本發(fā)明而提出的，但本發(fā)明並不受這些實施例的限制。下述實施例一～六是浸取部分，實施例七～九是反應(yīng)部分，實施例十是母液返回使用例。
實施例一在裝有攪拌機，迴流冷卻器及溫度計的2000cm3三口燒瓶中，加入35.0克菱苦土(含MgO82.86%)及1200cm30.6mol/dm3(NH4)2SO4溶液，在油浴中加熱至沸騰，放出氨氣，維持微沸3小時，冷卻過濾，分析濾液中Mg++濃度，得含Mg++濃度為0.537mol/dm3溶液1005cm3，Mn++雜質(zhì)濃度痕量，該溶液按實施例七的方法制得的輕質(zhì)碳酸鎂可作符合部標HG1-324-77輕質(zhì)氧化鎂的原料。
實施例二菱苦土的加入量為29.75克，實施例一中其它條件不變，所得碳酸鎂及氧化鎂均符合前述標準。
實施例三菱苦土的加入量為39.2克，實例一中其它條件不變，所得碳酸鎂及氧化鎂符合前述標準。
實施例四加入90克菱鎂礦粉(含MgO 33%)代替實施例一中的菱苦土，其余條件不變，得含Mg++濃度為0.05mol/dm3的溶液1003cm2。所得碳酸鎂及氧化鎂符合前述標準。
實施例五加入1.2mol/dm3的NH4Cl溶液1200cm3代替實施例一中的(NH4)2SO4溶液，其它條件不變，得含Mg++濃度為0.52mol/dm3溶液998cm3，所得碳酸鎂及氧化鎂符合前述標準。
實施例六加入1.2mol/dm3的NH4NO3溶液1200cm3代替實施例一中的(NH4)2SO4溶液，其它條件不變，得含Mg++濃度為0.54mol/dm3溶液1000cm3，所得碳酸鎂及氧化鎂符合前述標準。
實施例七在2000cm3燒杯中加入實施例一所得MgSO4溶液(0.537mol/dm3)1005cm3，加入98.04%工業(yè)級NH4HCO352.2克20%氨水68.6cm3，邊攪拌邊升溫至70℃，過濾，濾餅用水洗滌，脫水烘干得堿式碳酸鎂40.21克，質(zhì)量符合GB1612-79，將此碳酸鎂焙燒得MgO16.89克(以100%計)，符合HG1-324-77特級品要求，母液洗水回收用于浸取，無廢液排放。
實施例八在2000cm3燒杯中加入MgSO4溶液(0.41mol/dm3)1000cm3，加入98.04%工業(yè)級NH4HCO366.1克，不加氨水，升溫至90℃，其它按實施例七同樣處理，得碳酸鎂24.8克，焙燒后得MgO9.92克(以100%計)，符合前述標準，母液洗水回收用于浸取，無廢液排放。
實施例九在2000cm3燒杯中加入MgSO4溶液(0.83mol/dm3)1000cm3，加入98.04%工業(yè)級NH4HCO366.9克，加20%氨水123cm3，升溫至40℃，其它按實施例七同樣處理，得碳酸鎂58.5克，焙燒后得MgO23.4克(100%計)，符合前述標準，母液洗水回收用于浸取，無廢液排放。
實施例十將例七母液〔分析Mg++0.1023mol/dm3，(NH4)2SO40.676mol/dm3〕按比例代替例一中(NH4)2SO4溶液，其它條件不變，得含Mg++濃度0.41mol/dm3的溶液1000cm3，加入98.04%工業(yè)級NH4HCO365.4克，加20%氨水86cm3，升溫至60℃，其它按實施例七同樣處理，得碳酸鎂54.5克，焙燒后得氧化鎂21.8克(100%計)，符合前述標準，母液及洗水仍可回收用于浸取，無廢液排放。
權(quán)利要求
1.一種從含鎂礦物制備碳酸鎂的方法，其特征在于1.1用銨鹽溶液分解含鎂礦物，制備鎂鹽溶液，1.2用銨的碳酸鹽與上述鎂鹽溶液反應(yīng)，制取碳酸鎂，1.3反應(yīng)付產(chǎn)物氨用水吸收后循環(huán)使用，1.4分離碳酸鎂后的含銨鹽母液，循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1.1的方法，其特征在于所述的銨鹽溶液為硫酸銨，氯化銨或硝酸銨，所述的含鎂礦物為菱苦土、菱鎂礦粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2.的方法，其特征在于反應(yīng)溫度在溶液沸點附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2.的方法，其特征在于所述的銨鹽與菱苦土中氧化鎂克分子比為1∶0.85～1.12。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于所述的銨的碳酸鹽含有碳酸氫銨和反應(yīng)回收氨水。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于反應(yīng)的Mg++濃度為0.41～0.83mol/dm3之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于反應(yīng)的NH4HCO3與Mg++的克分子比為1～1.2∶1。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于反應(yīng)的NH4OH/NH4HCO3的克分子比為0～1.75∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于反應(yīng)溫度在40～90℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1.2的方法，其特征在于Mg++濃度為0.41mol/dm3NH4HCO3/Mg++＝1.2∶1，NH4OH/NH4HCO3＝1.15∶1，反應(yīng)溫度為50-70℃。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種可以作為輕質(zhì)氧化鎂原料的輕質(zhì)碳酸鎂的無廢液制造方法。該方法的特點是用銨鹽溶液分解菱苦土或菱鎂礦粉制取鎂鹽溶液，然后將其與碳酸氫銨和回收氨水反應(yīng)制取碳酸鎂，反應(yīng)副產(chǎn)物氨水及分離碳酸鎂后的含銨鹽母液均循環(huán)使用，故無廢液排放。
文檔編號C01F5/24GK86102539SQ86102539
公開日1988年4月27日 申請日期1986年10月15日
發(fā)明者王關(guān)清, 周友聲, 史祖余, 王健生, 劉艷芬, 朱雅敏 申請人:上海敦煌化工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan