专利名称：一种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法
技术领域：
本发明属于矿物加工领域，具体涉及ー种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法。
背景技术：
我国的白云石资源非常丰富，保有储量为82. 2亿吨，产地遍布全国各地，是ー种具有潜在优势的镁钙源矿产资源。目前在白云石的开发利用过程中，除了直接加工白云石粉外，主要的用途是以白云石为原料生产镁盐产品或碳酸钙产品，主要采用以下两种方法第一种方法，将白云石矿破碎至一定粒度后进行煅烧，将煅烧后的产物进行水化，再进行碳酸化，将白云石中的镁元素转化为碳酸氢镁，使其溶于水溶液中，进而达到镁元素与其他固体物质分离的目的，对碳酸氢镁进行热解反应，制备出碱式碳酸镁或氧化镁等镁盐产品。在此基础上，将提取镁离子后的固体进行除杂后，制备出碳酸钙产品，但是该方法主要采用碳酸化法，反应过程进行不彻底，导致制备产品产率较低；第二种方法是将白云石矿破碎至 一定粒度进行煅烧后酸浸、或将白云石原矿直接加工成一定粒级的矿粉后进行酸浸，使钙镁元素转化为可溶性离子进入溶液，接着采用化学沉淀法，通过调控浸出液的PH，逐步提取出镁盐产品和碳酸钙产品，该方法由于采用酸碱反应，对生产设备要求较高，同吋，为了满足环保要求，需要对反应后的浆液进行后续的酸碱中和处理，致使生产エ艺复杂，生产成本高，不利于エ业化生产。目前六水氯化镁的生产主要是从海水苦卤或盐湖苦卤中获取，由于苦卤中含有大量的杂质离子，需要经过复杂的除杂エ艺才能浄化出满足生产需要的氯化镁母液，整个制备エ艺复杂，因此利用丰富的白云石矿产资源生产六水氯化镁联产碳酸钙及ニ氧化碳产品，发展前景广阔。
发明内容
针对目前以白云石为镁钙源生产镁盐及碳酸钙产品存在的问题，以及利用苦卤生产六水氯化镁存在生产エ艺复杂的现状，本发明提供ー种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法，目的是充分利用白云石矿产资源，提高产品产率并简化相关产品生产ェ艺。为达到上述目的，本发明的技术方案是
(1)将白云石原矿破碎至2 10mm，加工成白云石块，将白云石块于900 1000°C煅烧
I.5 3h，获得轻烧白云石，并回收产生的ニ氧化碳气体；
(2)将轻烧白云石磨矿至-100目，获得轻烧白云石粉，将轻烧白云石粉与水按重量比I: (5^10)配制成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，其加入量按摩尔比为n(MgO) :n(CaCl2)=I: (1 I. 2),将加入无水氯化I丐后的衆料送至反应爸中，向衆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 5^0. 8MPa，反应温度5(T80°C，至料浆中浆液的pH=7. (T7. 5时停止通气，反应过程中搅拌速度为200飞00 r/min，得到反应浆料；对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液在5 10°C低温结晶，离心分离出六水氯化镁，然后在50°C下烘干3h，得到六水氯化镁产品；
将离心提取六水氯化镁后的离心液加入步骤(2)中轻烧白云石粉与水配制的浆料中，实现生产エ艺的闭路循环；
(3)将过滤后的滤渣与水按重量比I: (1(T20)配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 8^1. 2 MPa,反应温度为1(T20°C，反应时间0. 5 lh，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50°C下对滤液加热，将加热过程中产生的ニ氧化碳气体回收，将加热后的滤液再进行过滤，将得到的固体物质用清水洗涤后，于120°C下烘干2h，得到高纯碳酸钙产品。将步骤(3)中的产生的ニ氧化碳气体与步骤(I)中的ニ氧化碳气体进行压缩后送入气体压缩灌，将压缩后的气体通入到步骤(2 )中的浆料中进行反应，当压缩罐中的压缩气 体气压> IOMpa时，将气体排放至另ー压缩灌中储存，形成ニ氧化碳气体产品，排放ニ氧化碳后的压缩罐的气压在^lOMpa之间。与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是
本发明首先将白云石块进行煅烧，获得轻烧白云石，发生的反应是
CaMg [CO3] 2=Ca0+Mg0+2C02 ；
接着向白云石浆料中加入无水氯化钙，并通入ニ氧化碳气体，发生的反应是 Mg0+CaCl2+C02=MgCl2+CaC03 ；
再接着向过滤出氯化镁滤液后的滤饼中通入ニ氧化碳气体，将反应后的浆料过滤除杂，并对滤液进行加热，制备出高纯碳酸钙产品，发生的反应是
CaCHH2O=Ca (OH) 2 Ca (OH) 2+ CO2= CaCO3 +H2O CaCO3+ C02+H20 =Ca (HCO3) 2 Ca (HCO3) 2= CaCO3+ C02+H20
本发明的利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙及ニ氧化碳产品的方法，充分利用了白云石原矿资源，生产过程无酸碱反应，亦改善了传统エ艺碳酸化法提取镁元素必需先消化、再碳酸化的技术，提高了产品的生产率。本发明具有生产エ艺及设备简单和成本低廉的优势。
图I是本发明方法的エ艺流程图。
具体实施例方式本发明实施例采用的白云石原矿开采自安徽池州；
所使用的化学试剂为市购分析纯级别试剂，其中无水氯化钙为沈阳市华东试剂厂生产，ニ氧化碳气体为辽宁阜新市鸿新气体供应站生产的エ业气体，气体纯度99. 8%。本发明实施例中采用的白云石的化学成分按重量百分比为MgO 19.4221. 87%，CaO 29 31. 75%，Fe2O3 0. 03、. 90%, Al2O3 0. 05、. 60%, SiO2 0. 03 I. 92%，余量为水和有机质，其烧失量为46. 10 47. 10%。
实施例I
(1)将白云石原矿破碎至2mm，加工成白云石块，将白云石块于900°C煅烧3h，获得轻烧白云石，并回收产生的ニ氧化碳气体；
(2)将轻烧白云石磨矿至-100目，获得轻烧白云石粉，将轻烧白云石粉与水按重量比I 10配制成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，其加入量为n (MgO) : n (CaC 12) = I: I，将加入无水氯化钙后的浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 5MPa，反应温度50°C，至料浆中浆液的pH=7. 0时停止通气，反应过程中搅拌速度为200r/min,得到反应衆料；
对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液在5°C低温结晶，离心分离出六水氯化 镁，然后在50°C下烘干3h，得到六水氯化镁产品；
将离心提取六水氯化镁后的离心液加入步骤(2)中轻烧白云石粉与水配制的浆料中，实现生产エ艺的闭路循环；
(3)将过滤后的滤饼与水按重量比I:10配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 8MPa，反应温度为20°C，反应时间0. 5h，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50°C下对滤液加热，将加热过程中产生的ニ氧化碳气体回收，将加热后的滤液再进行过滤，将得到的固体物质用清水洗涤后，于120°C下烘干2h，得到高纯碳酸钙产品。将步骤(3)中的产生的ニ氧化碳气体与步骤(I)中的ニ氧化碳气体进行压缩后送入气体压缩灌，将压缩后的气体通入到步骤(2 )中的浆料中进行反应，当压缩罐中的压缩气体气压> IOMpa时，将气体排放至另ー压缩灌中储存，形成ニ氧化碳气体产品，排放ニ氧化碳后的压缩罐的气压在^lOMpa之间。原矿中Mg的回收率为99. 52%，Ca的回收率为99. 13%，生产制备出的六水氯化镁、碳酸钙及ニ氧化碳产品纯度均在99%以上。实施例2
(1)将白云石原矿破碎至3mm，加工成白云石块，将白云石块于950°C煅烧2h，获得轻烧白云石，并回收产生的ニ氧化碳气体；
(2)将轻烧白云石磨矿至-100目，获得轻烧白云石粉，将轻烧白云石粉与水按重量比I 7配制成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，其加入量为n(MgO) :n(CaCl2) =1:1.2,将加入无水氯化钙后的浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 8MPa，反应温度80°C，至料浆中浆液的pH=7. 5时停止通气，反应过程中搅拌速度为400r/min,得到反应衆料；
对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液在10°C低温结晶，离心分离出六水氯化镁，然后在50°C下烘干3h，得到六水氯化镁产品；
将离心提取六水氯化镁后的离心液加入步骤(2)中轻烧白云石粉与水配制的浆料中，实现生产エ艺的闭路循环；
(3)将过滤后的滤饼与水按重量比I:15配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为1.0 MPa，反应温度为10°C，反应时间lh，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50°C下对滤液加热，将加热过程中产生的ニ氧化碳气体回收，将加热后的滤液再进行过滤，将得到的固体物质用清水洗涤后，于120°C下烘干2h，得到高纯碳酸钙产品。将步骤(3)中的产生的ニ氧化碳气体与步骤(I)中的ニ氧化碳气体进行压缩后送入气体压缩灌，将压缩后的气体通入到步骤(2 )中的浆料中进行反应，当压缩罐中的压缩气体气压> IOMpa时，将气体排放至另ー压缩灌中储存，形成ニ氧化碳气体产品，排放ニ氧化碳后的压缩罐的气压在^lOMpa之间。原矿中Mg的回收率为99. 28%，Ca的回收率为99. 35%，生产制备出的六水氯化镁、碳酸钙及ニ氧化碳产品纯度均在99%以上。实施例3
(1)将白云石原矿破碎至10mm，加工成白云石块，将白云石块于1000°C煅烧1.5h，获得轻烧白云石，并回收产生的ニ氧化碳气体；
(2)将轻烧白云石磨矿至-100目，获得轻烧白云石粉，将轻烧白云石粉与水按重量比 I 5配制成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，其加入量为n (MgO) In(CaCl2) =1:1. 1，将加入无水氯化钙后的浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 6MPa，反应温度60°C，至料浆中浆液的pH=7. 2时停止通气，反应过程中搅拌速度为500r/min,得到反应衆料；
对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液在8°C低温结晶，离心分离出六水氯化镁，然后在50°C下烘干3h，得到六水氯化镁产品；
将离心提取六水氯化镁后的离心液加入步骤(2)中轻烧白云石粉与水配制的浆料中，实现生产エ艺的闭路循环；
(3)将过滤后的滤饼与水按重量比I:20配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为I. 2MPa，反应温度为18°C，反应时间0. 8h，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50°C下对滤液加热，将加热过程中产生的ニ氧化碳气体回收，将加热后的滤液再进行过滤，将得到的固体物质用清水洗涤后，于120°C下烘干2h，得到高纯碳酸钙产品。将步骤(3)中的产生的ニ氧化碳气体与步骤(I)中的ニ氧化碳气体进行压缩后送入气体压缩灌，将压缩后的气体通入到步骤(2 )中的浆料中进行反应，当压缩罐中的压缩气体气压> IOMpa时，将气体排放至另ー压缩灌中储存，形成ニ氧化碳气体产品，排放ニ氧化碳后的压缩罐的气压在^lOMpa之间。原矿中Mg的回收率为99. 37%，Ca的回收率为99. 43%，生产制备出的六水氯化镁、碳酸钙及ニ氧化碳产品纯度均在99%以上。
权利要求
1.ー种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法，其特征在于按照以下步骤进行 (1)将白云石原矿破碎至2 10mm，加工成白云石块，将白云石块于900 1000で煅烧I. 5 3h，获得轻烧白云石，并回收产生的ニ氧化碳气体； (2)将轻烧白云石磨矿至-100目，获得轻烧白云石粉，将轻烧白云石粉与水按重量比I: (5^10)配制成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，其加入量按摩尔比为n(MgO) :n(CaCl2)=I: (1 I. 2),将加入无水氯化I丐后的衆料送至反应爸中，向衆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 5^0. 8MPa，反应温度5(T80°C，至料浆中浆液的pH=7. (T7. 5时停止通气，反应过程中搅拌速度为200飞00 r/min，得到反应浆料； 对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液在5KTC低温结晶，离心分离出六水氯化镁，然后在50°C下烘干3h，得到六水氯化镁产品； (3)将过滤后的滤渣与水按重量比I:(1(T20)配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入ニ氧化碳气体，调控反应釜ニ氧化碳气压为0. 8^1. 2 MPa,反应温度为1(T20°C，反应时间0. 5 lh，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50°C下对滤液加热，将加热过程中产生的ニ氧化碳气体回收，将加热后的滤液再进行过滤，将得到的固体物质用清水洗涤后，于120°C下烘干2h，得到碳酸钙产品。
2.根据权利要求I所述的ー种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法，其特征在于将离心提取六水氯化镁后的离心液加入到步骤(2)中轻烧白云石粉与水配制的浆料中。
3.根据权利要求I所述的ー种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法，其特征在于将步骤(3)中的产生的ニ氧化碳气体与步骤(I)中的ニ氧化碳气体进行压缩后送入气体压缩灌，将压缩后的气体通入到步骤(2 )中的浆料中进行反应，当压缩罐中的压缩气体气压> IOMpa时，将气体排放至另ー压缩灌中储存，形成ニ氧化碳气体产品，排放ニ氧化碳后的压缩罐的气压在^lOMpa之间。
全文摘要
本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法。本发明的技术方案是将白云石原矿破碎煅烧，磨矿至-100目，与水按重量比1:(5~10)配置成浆料，向浆料中加入无水氯化钙，送至反应釜中，通入二氧化碳气体，得到反应浆料，对反应浆料进行过滤，得到滤液和滤渣，将滤液低温结晶，得到六水氯化镁产品，将滤渣与水配制成浆料，将浆料送至反应釜中，向浆料中通入二氧化碳气体，将反应后的浆料过滤，得到滤液和固体尾渣，在50℃下对滤液加热，再进行过滤，得到碳酸钙产品。本发明的利用白云石生产六水氯化镁联产碳酸钙产品的方法，充分利用了白云石原矿资源，生产过程无酸碱反应，改善了传统工艺碳酸化法提取镁元素必需先消化、在碳酸化的技术，提高了产品的生产率，具有生产工艺及设备简单和成本低廉的优势。
文档编号C01B31/20GK102774863SQ20121025716
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者王来贵, 闫平科, 高玉娟 申请人:辽宁工程技术大学