一種低水合氯化鎂流態(tài)化熱解生產(chǎn)高純氧化鎂聯(lián)產(chǎn)工業(yè)濃鹽酸的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低水合氯化鎂生產(chǎn)高純氧化鎂的方法及裝置，尤其涉及一種低水合氯化鎂固體顆粒物料流態(tài)化熱解生產(chǎn)高純氧化鎂，同時(shí)吸收熱解尾氣聯(lián)產(chǎn)工業(yè)濃鹽酸的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高純氧化鎂一般指純度大于99%的氧化鎂產(chǎn)品。高純氧化鎂廣泛用于橡膠、高級(jí)電纜、陶瓷、高檔造紙和醫(yī)藥行業(yè)，也是生產(chǎn)取向硅鋼片必不可少的化工原料。國(guó)內(nèi)氧化鎂主要由菱鎂礦經(jīng)過(guò)高溫煅燒的方法生產(chǎn)，該方法的缺點(diǎn)在于，菱鎂礦組分復(fù)雜，除雜困難，煅燒后獲得的氧化鎂產(chǎn)品純度低。工業(yè)上生產(chǎn)高純氧化鎂的主要方法有碳化法、石灰法、氨法、純堿法等，上述方法通過(guò)向含有氯化鎂的溶液中通入不同沉淀劑，生成碳酸鎂、堿式碳酸鎂或者氫氧化鎂等難溶物，然后煅燒獲得高純氧化鎂產(chǎn)品。這些方法共同的缺點(diǎn)在于過(guò)程副產(chǎn)大量固體產(chǎn)物或者廢水。例如以老鹵為原料，石灰法生產(chǎn)高純氧化鎂過(guò)程中，每生產(chǎn)I噸高純氧化鎂的，副產(chǎn)接近3噸氯化鈣。
[0003]除上述四種方法外，氯化鎂直接熱解法也是生產(chǎn)氧化鎂的重要方法。氯化鎂直接熱解工藝與以上四種工藝有著顯著區(qū)別，它利用水合氯化鎂在高溫發(fā)生水解的化學(xué)反應(yīng)特性生產(chǎn)氧化鎂。Aman法是氯化鎂直接熱解法生產(chǎn)氧化鎂的典型工藝:首先，提鉀后的鹵水除雜后，濃縮到飽和狀態(tài)；然后，飽和液直接噴入Aman反應(yīng)爐中熱解，生成粗氧化鎂產(chǎn)品和含有氯化氫的熱解尾氣；接著，將粗氧化鎂經(jīng)過(guò)多級(jí)水洗，可以除去其中的可溶鹽雜質(zhì)(例如，氯化鉀、氯化鈣、未發(fā)生水解的氯化鎂等)，最后，焙燒得到高純氧化鎂產(chǎn)品。Aman法生產(chǎn)的氧化鎂產(chǎn)品純度大于99%。然而，Aman法的顯著缺陷在于以飽和氯化鎂溶液噴霧狀態(tài)進(jìn)料，導(dǎo)致兩個(gè)不良后果:其一，以飽和氯化鎂溶液噴霧狀態(tài)進(jìn)料，導(dǎo)致熱解尾氣中水蒸氣含量非常大，氯化氫氣體含量小，吸收熱解尾氣后，只能獲得工業(yè)應(yīng)用價(jià)值不高的稀鹽酸；其二，以飽和氯化鎂溶液噴霧進(jìn)料，加熱大量的水分到高溫狀態(tài)，生產(chǎn)單位重量氧化鎂產(chǎn)品，過(guò)程能耗太尚。
[0004]立足于水合氯化鎂直接熱解生成氧化鎂的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，針對(duì)Aman法生產(chǎn)氧化鎂工藝的缺陷，不同研究者提出各自不同的改進(jìn)工藝。CN 92108483.8涉及了一種水氯鎂石飽和液為原料制備氧化鎂和工業(yè)稀鹽酸的工藝技術(shù)，該工藝以復(fù)合流化床(噴動(dòng)+載流)作為熱解反應(yīng)器，水氯鎂石飽和液在其中于700-800°C下直接分解氧化鎂和氯化氫，由旋風(fēng)分離器、沉降室和布袋式收料器組成的收料系統(tǒng)收集氧化鎂產(chǎn)品粉料，產(chǎn)物氣相中的氯化氫采用多級(jí)吸收的方法，冷凝及循環(huán)噴淋吸收得到副產(chǎn)工業(yè)稀鹽酸。所獲得到氧化鎂產(chǎn)品純度可達(dá)95%，分解率99.4%，獲得工業(yè)稀鹽酸濃度為18-22wt%。該方法存在的問(wèn)題是:原料中水分太多，只能副產(chǎn)稀鹽酸；過(guò)程余熱沒(méi)有充分利用，耗能高，并且產(chǎn)品的純度不高。CN 1830787A涉及一種密閉熱解水合氯化鎂制備高純氧化鎂的方法，該方法以精制二水或者四水氯化鎂為原料，在400-600°C下在密閉熱解爐中熱解0.5-3.5h，熱解固相產(chǎn)物經(jīng)過(guò)水化除雜、過(guò)濾、洗滌、焙燒得到純度大于99%的高純氧化鎂，尾氣吸收可以得到30-36%的濃鹽酸。但是，密閉熱解爐能耗高、而且不易規(guī)?；a(chǎn)。CN 102030347A公開(kāi)了一種氯化鎂熱解制備高純氧化鎂的方法，該方法包括氯化鎂溶液除硼和硫酸根，溶液濃縮，噴霧熱解，熱解產(chǎn)物的水化除雜、洗滌、過(guò)濾、焙燒得到純度大于99%的高純氧化鎂。該方法進(jìn)料含水量過(guò)高，獲得的副產(chǎn)物只能是稀鹽酸，而得不到濃鹽酸，此外，噴霧熱解過(guò)程耗能較高。CN104773744A公開(kāi)了一種由老鹵制備高純氧化鎂的方法，所述方法包括以下步驟:脫除老鹵中的顏色和SO42 ;溶液蒸發(fā)結(jié)晶制備氯化鎂晶體；用高純氯化鎂飽和液洗滌晶體；流態(tài)化解熱氯化鎂獲得氧化鎂，同時(shí)吸收尾氣獲得副產(chǎn)品鹽酸；水洗再焙燒氧化鎂后獲得高純氧化鎂。雖然該方法提供了一種生產(chǎn)高純氧化鎂的可行工藝，但是該方法沒(méi)有給出詳細(xì)的流態(tài)化熱解工藝和相匹配的流態(tài)化熱解裝置，也沒(méi)有給出熱解尾氣制備鹽酸副產(chǎn)品的具體方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低水合氯化鎂生產(chǎn)高純氧化鎂聯(lián)產(chǎn)工業(yè)濃鹽酸的方法及裝置，所述方法資源利用率高、過(guò)程節(jié)能、氧化鎂產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)成本低并且特別適合規(guī)?；a(chǎn)。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種低水合氯化鎂生產(chǎn)高純氧化鎂聯(lián)產(chǎn)工業(yè)濃鹽酸的方法，包括如下步驟:
[0008](I)將低水合氯化鎂固體物料在流化床熱解爐中進(jìn)行流態(tài)化熱解，經(jīng)氣固分離后得到粗氧化鎂和熱解尾氣；
[0009](2)將粗氧化鎂冷卻后進(jìn)行后處理，得到高純氧化鎂；
[0010](3)熱解尾氣用于制備工業(yè)濃鹽酸。
[0011 ] 本發(fā)明以低水合氯化鎂為原料，采取流態(tài)化熱解技術(shù)生產(chǎn)純度大于99%的高純氧化鎂，其產(chǎn)生的熱解尾氣中水分含量低，可用于制備工業(yè)濃鹽酸。
[0012]步驟(I)所述熱解的溫度為600-750°C，如 610°C、620°C、630°C、640°C、650°C、670 °C、680 °C、690 °C、700 °C、710 °C、720 °C、730 °C、740 °C 或 745 °C 等，優(yōu)選為 650-700 °C。
[0013]優(yōu)選地，步驟(I)所述熱解的時(shí)間為2_30min，如 3min、4min、5min、6min、lOmin、15min、18min、20min、22min、25min 或 28min 等。
[0014]優(yōu)選地，步驟(I)所述流態(tài)化熱解過(guò)程中的宏觀(guān)氣速為0.2-5m/s，如0.3m/s、0.5m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、4.0m/s 或 4.5m/s 等。
[0015]優(yōu)選地，步驟(I)所述的氣固分離在旋風(fēng)分離器上進(jìn)行。
[0016]優(yōu)選地，步驟(I)所述流化床熱解爐為快速流化床。
[0017]步驟(I)所述低水合氯化鎂經(jīng)熱解尾氣預(yù)熱后再進(jìn)行流態(tài)化熱解。此步驟有利于余熱的回收，節(jié)約能源。
[0018]優(yōu)選地，所述預(yù)熱在旋風(fēng)預(yù)熱器上進(jìn)行。
[0019]優(yōu)選地，所述旋風(fēng)預(yù)熱器為一級(jí)、二級(jí)或三級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器。
[0020]步驟(I)所述低水合氯化鎂為含有1-3個(gè)結(jié)合水的氯化鎂，如含有I個(gè)、1.5個(gè)、2個(gè)或3個(gè)結(jié)合水的氯化鎂，優(yōu)選為含有1-2個(gè)結(jié)合水的氯化鎂。選用低水合氯化鎂有利于減少熱解尾氣中水分的含量，從而將其用于制備工業(yè)濃鹽酸。
[0021]優(yōu)選地，步驟(I)所述低水合氯化鎂為高純低水合氯化鎂，所述低水合氯化鎂中硼含量小于0.0Olwt %，硫酸根含量小于0.05wt%。
[0022]優(yōu)選地，步驟(I)所述低水合氯化鎂的粒徑為0.03-0.2mm，如粒徑為0.05mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.1 5mm.0.18mm 或 0.19mm 等。
[0023]優(yōu)選地，步驟(I)所述低水合氯化鎂由氯化鎂飽和溶液干燥后制得。
[0024]優(yōu)選地，所述干燥為蒸發(fā)結(jié)晶后干燥或噴霧干燥。
[0025]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)結(jié)晶后干燥為:先利用氯化鎂飽和溶液制備六水氯化鎂，再將六水氯化鎂干燥得到低水合氯化鎂。
[0026]利用氯化鎂飽和溶液制備低水合氯化鎂具體步驟如下:
[0027]以氯化鎂飽和溶液為原料，采取蒸發(fā)結(jié)晶制備六水氯化鎂晶體，再干燥六水氯化鎂晶體，控制六水氯化鎂晶體的干燥溫度，使六水氯化鎂晶體干燥時(shí)不能發(fā)生水解，獲得粒徑為0.03-0.2mm的、含1_2個(gè)結(jié)晶水的低水合氯化鎂顆粒物料。
[0028]以氯化鎂飽和溶液為原料，采用噴霧干燥工藝，也可獲得含1-2個(gè)結(jié)晶水的低水合氯化鎂顆粒物料。
[0029]所述的氯化鎂飽和溶液以老鹵、鹽湖氯化鎂或菱鎂礦經(jīng)鹽酸酸浸后的溶液為原料，經(jīng)脫色，除雜處理后得到。
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