专利名称:轻质碳酸镁的无废液制造方法
本发明是一种从含镁矿物制造碳酸镁的方法，特别是涉及用铵盐溶液来分解含镁矿物制造碳酸镁的工艺技术。
国内目前的碳氨法生产碳酸镁的方法，系用碳酸铵水溶液，碳酸氢铵或碳酸氢铵加氨水与含镁溶液(通常为卤水)反应而得，用这种方法可以制得视比容大的轻质碳酸镁，但反应付产物铵盐溶液回收价值不大，排放则污染严重。(无机盐工业，1982，№6，P1)本发明的目的是在于寻求一种产品质量不仅符合我国轻质碳酸镁标准(GB1612-79)而且可用作生产轻质氧化镁(HG1-324-77)的原料，又不产生废液的新的生产方法。
本发明是通过下述方法具体实施的，工艺流程见附图。
1.浸取将硫酸铵，硝酸铵或氯化铵盐溶液与菱苦土或菱镁矿粉等含镁矿料，在反应锅1中搅拌混合，加热，反应温度控制在溶液沸点附近，反应后将料液过滤，滤液为镁盐溶液，将滤液送到反应锅2，反应中放出的氨气用水吸收形成回收氨水，这些回收氨水一部分用酸中和，生成铵盐溶液返回作补充浸取反应剂用，另一部分送到反应锅2(参见流程图)参加反应。
以硫酸铵与菱苦土为原料时，其反应方程式为
反应时，铵盐与菱苦土的比值与菱苦土转化率及最终浸取液中杂质锰离子的含量有关，此值越大，菱苦土转化率上升，但浸取液中锰离子含量增加，当铵盐与菱苦土原料中氧化镁比值为1∶0.85～1.12时，产品碳酸镁中锰离子杂质含量可符合化工部标准HG1-324-77轻质氧化镁原料的要求。
2.反应送到反应锅2的上述滤液与铵的碳酸盐反应，本方法中，是用碳酸氢铵和回收氨水，NH4OH/NH4HCO3的克分子比为0～1.75∶1，在以硫酸铵作浸取剂时，此反应式为
Mg++浓度在0.41～0.83mol/dm3之间，NH4HCO3/Mg++为1～1.2∶1，反应温度控制在40-90℃。所得沉淀经洗涤、离心分离、干燥粉碎即得成品轻质碱式碳酸镁。此碱式碳酸镁经焙烧，粉碎即得轻质氧化镁。
与我国目前采用的碳氨法相比较，由于现行碳氨法采用镁盐溶液与铵的碳酸盐反应，一吨碳酸镁将产生357.3公斤NH+4的绝对排污量，若以每吨碳酸镁生产需水80吨计，产生废水80m3，平均含氨氮4466.5mg/dm3，超过氨氮排放标准15mg/dm3的297.8倍，每吨废水收排污费1.45元，每生产1吨碳酸镁将收排污费116元，每生产1吨氧化镁将收排污费290元。
本发明由于铵盐溶液闭路循环套用，故无废液排放。且所得碳酸镁杂质含量低，产品可作生产符合化工部标准的轻质氧化镁的原料。
下述实施例是为了更好地说明本发明而提出的，但本发明並不受这些实施例的限制。下述实施例一～六是浸取部分，实施例七～九是反应部分，实施例十是母液返回使用例。
实施例一在装有搅拌机，迴流冷却器及温度计的2000cm3三口烧瓶中，加入35.0克菱苦土(含MgO82.86%)及1200cm30.6mol/dm3(NH4)2SO4溶液，在油浴中加热至沸腾，放出氨气，维持微沸3小时，冷却过滤，分析滤液中Mg++浓度，得含Mg++浓度为0.537mol/dm3溶液1005cm3，Mn++杂质浓度痕量，该溶液按实施例七的方法制得的轻质碳酸镁可作符合部标HG1-324-77轻质氧化镁的原料。
实施例二菱苦土的加入量为29.75克，实施例一中其它条件不变，所得碳酸镁及氧化镁均符合前述标准。
实施例三菱苦土的加入量为39.2克，实例一中其它条件不变，所得碳酸镁及氧化镁符合前述标准。
实施例四加入90克菱镁矿粉(含MgO 33%)代替实施例一中的菱苦土，其余条件不变，得含Mg++浓度为0.05mol/dm3的溶液1003cm2。所得碳酸镁及氧化镁符合前述标准。
实施例五加入1.2mol/dm3的NH4Cl溶液1200cm3代替实施例一中的(NH4)2SO4溶液，其它条件不变，得含Mg++浓度为0.52mol/dm3溶液998cm3，所得碳酸镁及氧化镁符合前述标准。
实施例六加入1.2mol/dm3的NH4NO3溶液1200cm3代替实施例一中的(NH4)2SO4溶液，其它条件不变，得含Mg++浓度为0.54mol/dm3溶液1000cm3，所得碳酸镁及氧化镁符合前述标准。
实施例七在2000cm3烧杯中加入实施例一所得MgSO4溶液(0.537mol/dm3)1005cm3，加入98.04%工业级NH4HCO352.2克20%氨水68.6cm3，边搅拌边升温至70℃，过滤，滤饼用水洗涤，脱水烘干得碱式碳酸镁40.21克，质量符合GB1612-79，将此碳酸镁焙烧得MgO16.89克(以100%计)，符合HG1-324-77特级品要求，母液洗水回收用于浸取，无废液排放。
实施例八在2000cm3烧杯中加入MgSO4溶液(0.41mol/dm3)1000cm3，加入98.04%工业级NH4HCO366.1克，不加氨水，升温至90℃，其它按实施例七同样处理，得碳酸镁24.8克，焙烧后得MgO9.92克(以100%计)，符合前述标准，母液洗水回收用于浸取，无废液排放。
实施例九在2000cm3烧杯中加入MgSO4溶液(0.83mol/dm3)1000cm3，加入98.04%工业级NH4HCO366.9克，加20%氨水123cm3，升温至40℃，其它按实施例七同样处理，得碳酸镁58.5克，焙烧后得MgO23.4克(100%计)，符合前述标准，母液洗水回收用于浸取，无废液排放。
实施例十将例七母液〔分析Mg++0.1023mol/dm3，(NH4)2SO40.676mol/dm3〕按比例代替例一中(NH4)2SO4溶液，其它条件不变，得含Mg++浓度0.41mol/dm3的溶液1000cm3，加入98.04%工业级NH4HCO365.4克，加20%氨水86cm3，升温至60℃，其它按实施例七同样处理，得碳酸镁54.5克，焙烧后得氧化镁21.8克(100%计)，符合前述标准，母液及洗水仍可回收用于浸取，无废液排放。
权利要求
1.一种从含镁矿物制备碳酸镁的方法，其特征在于1.1用铵盐溶液分解含镁矿物，制备镁盐溶液，1.2用铵的碳酸盐与上述镁盐溶液反应，制取碳酸镁，1.3反应付产物氨用水吸收后循环使用，1.4分离碳酸镁后的含铵盐母液，循环使用。
2.根据权利要求
1.1的方法，其特征在于所述的铵盐溶液为硫酸铵，氯化铵或硝酸铵，所述的含镁矿物为菱苦土、菱镁矿粉。
3.根据权利要求
2.的方法，其特征在于反应温度在溶液沸点附近。
4.根据权利要求
2.的方法，其特征在于所述的铵盐与菱苦土中氧化镁克分子比为1∶0.85～1.12。
5.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于所述的铵的碳酸盐含有碳酸氢铵和反应回收氨水。
6.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于反应的Mg++浓度为0.41～0.83mol/dm3之间。
7.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于反应的NH4HCO3与Mg++的克分子比为1～1.2∶1。
8.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于反应的NH4OH/NH4HCO3的克分子比为0～1.75∶1。
9.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于反应温度在40～90℃。
10.根据权利要求
1.2的方法，其特征在于Mg++浓度为0.41mol/dm3NH4HCO3/Mg++＝1.2∶1，NH4OH/NH4HCO3＝1.15∶1，反应温度为50-70℃。
专利摘要
本发明提供了一种可以作为轻质氧化镁原料的轻质碳酸镁的无废液制造方法。该方法的特点是用铵盐溶液分解菱苦土或菱镁矿粉制取镁盐溶液，然后将其与碳酸氢铵和回收氨水反应制取碳酸镁，反应副产物氨水及分离碳酸镁后的含铵盐母液均循环使用，故无废液排放。
文档编号C01F5/24GK86102539SQ86102539
公开日1988年4月27日 申请日期1986年10月15日
发明者王关清, 周友声, 史祖余, 王健生, 刘艳芬, 朱雅敏 申请人:上海敦煌化工厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan