CN1033081C - 一种从硼泥中提取轻质碳酸镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提取碳酸镁的方法，具体为一种从硼泥中提取轻质碳酸镁的方法。该方法包括有Mg(OH)2碳酸化生成Mg(HCO3)2反应、过热蒸汽热分解Mg(HCO3)2过程、分离提取过程，其特征在于碳酸化反应之前，在催化剂可溶解性镁盐或可溶性钙盐的存在下，先使硼泥中的活性碳酸镁与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2。提取的轻质碳酸镁的产品质量符合国家标准GB-1612-79特级品标准要求。本方法不仅适用于从硼泥中提取轻质碳酸镁，也适用于从含有活性MgCO3的各种废渣中提取碳酸镁。
Description
本发明涉及一种提取碳酸镁的方法，具体为一种从生产硼砂时所产生的废渣——硼泥中提取轻质碳酸镁的方法。
采用碳酸碱法生产硼砂，是以硼镁矿粉为原料，经过焙烧，加纯碱，再通入CO2，发生如下反应：
其中所产生的MgCO3与未参加反应的硼镁矿粉的混合物即为硼泥。我国硼砂的年产量约为20-30万吨，产生的硼泥约近百万吨，由硼镁矿制取硼砂的过程所产生的硼泥，目前仍作为废渣弃掉，不仅污染了环境，还扔掉了如碳酸镁这样的有用物质。在现有技术中，轻质碳酸镁成品是由Mg(OH)2经碳酸化反应生成可溶性的Mg(HCO3)2，Mg(HCO3)2用蒸汽热分解为轻质碳酸镁，再经分离提取、干燥过程制取的〔《化工生产流程图解》上册(增订版)，化学工业出版社1988年出版第170-171页；《有色金属提取冶金》镁分册冶金工业出版社1992年出版第32-35页〕。如何把硼泥中所含活性碳酸镁提取出来，迄今为止还未有一种经济的切实可行的方法。
本发明的目的，就是提供把硼泥中所含有的碳酸镁提取出来的经济有效方法——一种从硼泥中提取轻质碳酸镁的方法。
本发明的技术方案的要点在于：先将碳酸镁转化为氢氧化镁后，再通入CO2使其转化为碳酸镁，加热后碳酸镁即分解成轻质碳酸镁，但是，氢氧化钙与碳酸镁反应，使之碳酸镁转化为氢氧化镁，实践证明这一转化是十分困难的，只有在可溶性镁盐或可溶性钙盐催化剂的存在下，转化为氢氧化镁的反应才能顺利进行。也就是说，在催化剂可溶性镁盐或可溶性钙盐的存在下，先使硼泥中的碳酸镁与氢氧化钙发生反应生成氢氧化镁，然后再采用现有技术的Mg(OH)2碳酸化反应过程、热分解过程、分离提取过程等，来实现本发明的目的。
由本发明的方法从硼泥中提取轻质碳酸镁的化学反应原理及其反应过程如下：
1、在可溶性镁盐催化剂或者可溶性钙盐催化剂的存在下，硼泥中的活性MgCO3与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2；
总反应：
或者：
总反应：
2、Mg(OH)2与CO2碳酸化反应：含转化成Mg(OH)2的硼泥，通入CO2后，生成可溶性的Mg(HCO3)2而转入溶液中：
3、加热滤液，Mg(HCO3)2热分解成轻质碳酸镁：
根据上述反应原理及其反应过程，从硼泥中提取轻质碳酸镁依次包括如下步骤：
1、将含有10—30％MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按硼泥：Ca(OH)2∶H2O为1∶0.1—0.3∶4—5的质量比混合，再加入硼泥量的0.25％的可溶性镁盐或可溶性钙盐，搅拌下加热至85—95℃，反应1—2小时，在可溶性镁盐或可溶性钙盐催化剂存在下，硼泥中的MgCO3与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2；
2、冷却至25℃，通入CO2气体，常温下搅拌反应1—2小时，Mg(OH)2转化为可溶的Mg(HCO3)2；
3、过滤，滤液通入过热蒸汽，Mg(HCO3)2加热即分解成轻质碳酸镁；
4、沉淀，过滤分离，将所得的过滤物干燥，粉碎后即得到提取的轻质碳酸镁。
在碳酸镁与氢氧化钙反应使碳酸镁转化为氢氧化镁时，所使用的催化剂，可选择可溶性的镁盐或可溶性的钙盐MgCl2、Mg(NO3)2、CaCl2、Ca(NO3)2中的任意一种。
在上述的步骤1中，所使用的Ca(OH)2可以选择生产硼沙时所产生的副产品生石灰来替代，生石灰即CaO，在水的存在下，CaO与水反应便生成了Ca(OH)2。
利用本发明的方法，根据硼泥中活性碳酸镁含量的不同，每3—7吨板框压滤机压滤后的湿硼泥能提取一吨轻质碳酸镁。提取的轻质碳酸镁的产品质量的各项指标均可达到国家标准GB—1612—79特级品标准。
本发明的特点：
1、轻质碳酸镁及热解产物氧化镁是广泛应用于化工、橡胶、塑料、电子、耐火材料、日用化工等方面的重要化工原料，利用本方法从硼泥中提取轻质碳酸镁，不仅可以从废渣中提取重要的化工原料，而且提取轻质碳酸镁后的硼泥更适合于综合利用生产砖瓦、水泥等，提高了利用价值，同时也减少了对环境的污染。
2、本方法简单易行，并充分利用了硼砂厂的现有条件：即利用石灰窑炉气CO2、副产品生石灰，以及空压机、锅炉等设备，可减少建厂投资，提高工厂设备及原料的利用率，降低生产成本，增加企业的经济效益。
3、用本方法提取的产品轻质碳酸镁，所含杂质低于用盐泥为原料生产的轻质碳酸镁，产品质量高。
4、本方法不仅适用于碳碱法从硼镁矿生产硼砂时产生的硼泥中提取、生产轻质碳酸镁，也适用于其它含有活性碳酸镁的各种废渣，使其中的MgCO3转化为Mg(OH)2，然后再碳酸化、蒸汽热分解、分离提取碳酸镁。
实施例：
将40Kg含有10％MgCO3的硼泥、10Kg生石灰、100gMgCl加入反应釜中，加水至200升，搅拌均匀，加热至90℃，搅拌反应1.5小时，将反应混合物冷却至25℃，通入0.6-0.8MPa的CO2气体，搅拌反应1.5小时，过滤，滤液通入过热蒸汽，生成的碳酸氢镁即热分解成轻质碳酸镁，沉淀，过滤分离，干燥，粉碎后即得6Kg轻质碳酸镁成品。
由该实施例所得到的轻质碳酸镁，经分析，各项指标如下：
水分 ％ 1.4
CaO ％ 0.38
MgO ％ 45
Fe ％ 0.03
SO4 ％ ≤0.15
Cl ％ ≤0.15
Mn ％ ≤0.004
筛余物 ％ 0.025
盐酸不溶物 ％ ≤0.1
碱度(以Mg(OH)2计) ％ 0.5
比容ml/g 6.5
Claims (2)
1、一种从硼泥中提取轻质碳酸镁的方法，包括有Mg(OH)2碳酸化生成Mg(HCO3)2反应过程、蒸汽加热分解过程及其分离、干燥过程，其特征在于：在碳酸化反应过程之前，将含有10-30％MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按1∶0.1—0.3∶4—5的质量比混合，再加入作为催化剂的可溶性镁盐MgCl2和Mg(NO3)2中的任意一种，加入量为硼泥量的0.25％，搅拌下加热至85—95℃，反应1—2小时，硼泥中的MgCO3与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2。
2、一种硼泥中提取轻质碳酸镁的方法，包括有Mg(OH)2碳酸化生成Mg(HCO3)2反应过程、蒸汽加热分解过程及其分离、干燥过程，其特征在于：在碳酸化反应过程之前，将含有10—30％MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按1∶0.1—0.3∶4—5的质量比混合，再加入作为催化剂的可溶性钙盐CaCl2和Ca(NO3)2中的任意一种，加入量为硼泥量的0.25％，搅拌下加热至85—95℃，反应1—2小时，硼泥中的MgCO3与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2。
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