一种用重镁水制备重质碳酸镁的装置及制备方法与流程

本发明主要涉及无机盐合成领域，具体是一种用重镁水制备重质碳酸镁的装置及制备方法。

背景技术

重质碳酸镁作为镁盐工业的重要产品广泛应用于食品、化妆品和医药工业。近年来，随着应用技术的不断进步，重质碳酸镁的应用领域不断拓宽，开发了许多崭新的用途，如：用作橡胶、药物、绝缘材料、牙科制剂、高级玻璃、食品及各种化工产品的添加剂和改良剂等等。目前世界各国对重质碳酸镁的需求量不断增加，而我国重质碳酸镁的市场也正处于开发阶段，应用前景十分广泛。

目前生产重质碳酸镁的方法主要有两种：第一种方法是用天然的菱镁石粉碎加工制取重质碳酸镁，但此工艺没有采取任何除杂手段，所生产的重质碳酸镁的质量对原料矿石的品位有极大的依赖性，且此工艺生产的重质碳酸镁流动性差，大大限制了其使用范围；第二种方法是用可溶性镁盐和纯碱反应，经过陈化、过滤洗涤、烘干等工艺生产重质碳酸镁，此种工艺所用纯碱必须过量，过滤后滤液为碱性，需要中和处理，处理后废水需要排放，再者此工艺因为纯碱使用量大，造成成本偏高，影响产品的市场竞争力，因此急需探寻一种新型的生产重质碳酸镁的装置及制备方法。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种制备装置简单、成本低、产品质量易于控制的用重镁水制备重质碳酸镁的装置及制备方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种用重镁水制备重质碳酸镁的装置，包括加热管、沉降槽、反应罐、出料绞龙、搅拌池、过滤设备、干燥设备，所述加热管一端设有蒸汽入口和重镁水入口，所述加热管上设有蒸汽调节阀和温度计，所述蒸汽调节阀位于蒸汽入口处，所述温度计靠近加热管另一端，所述加热管另一端与反应罐连接，所述反应罐内设有第一反应釜搅拌器，所述反应罐设置在沉降槽内，所述反应罐底部与沉降槽相通，所述沉降槽上端左侧设有液位出口，所述液位出口连接有出液管，所述出液管位于搅拌池上方，所述沉降槽下端左侧设有取样管线，所述沉降槽下端右侧设有回流管线，所述沉降槽底端设有出料绞龙，所述出料绞龙上设有变频电机，所述出料绞龙下方设有搅拌池，搅拌池内设有第二反应釜搅拌器，所述搅拌池外连接有过滤打料泵，所述过滤打料泵与过滤设备一端连接，所述过滤设备另一端与干燥设备连接。

所述取样管线包括取样点和取样管，所述取样点位于沉降槽下端左侧，所述取样点与取样管一端连接，所述取样管另一端设有冲洗水管口和取样口。

所述回流管线包括回流取料点和回流管，所述回流取料点位于沉降槽下端右侧，所述回流取料点连接有回流管一端，所述回流管另一端与反应罐连接，所述回流管上设有回流泵。

所述干燥设备为鼓风干燥箱。

上述装置用重镁水制备重质碳酸镁的制备方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：蒸汽由蒸汽入口打入加热管，重镁水由重镁水入口进入加热管，使得蒸汽和重镁水混合；

步骤二：加热后重镁水进入反应罐，在第一反应釜搅拌器的搅拌下，重镁水发生分解反应：

5mg(hco3)2→4mgco3·mg(oh)2·4h2o↓+6co2↑；

步骤三：重镁水分解的碳酸镁以回流的细小碳酸镁颗粒作为晶核，在其表面附着结晶、长大成为大颗粒的重质碳酸镁，碳酸镁浆料从反应罐底部流入沉降槽中下部，大颗粒碳酸镁在沉降槽中下沉至底部，由设置在沉降槽底部的出料绞龙排出到搅拌池，部分清液从沉降槽顶部的液位出口排出，经出液管流入搅拌池；

步骤四：颗粒细小的碳酸镁浆料经回流管线流入反应罐，与重镁水重新混合；

步骤五：从出料绞龙排出的重质碳酸镁和从液位出口排出的部分清液在搅拌池中第二反应釜搅拌器的作用下混和搅拌，形成的流动浆液经过滤设备过滤得到碳酸镁滤饼，然后经干燥设备烘干得到重质碳酸镁。

所述步骤一中蒸汽和重镁水混合后温度为85-95℃，温度是由温度计和蒸汽调节阀联动调节来完成。

所述步骤二中重镁水在反应罐中的反应情况由取样管线的取样口取样进行监测。

所述步骤二中取样完毕后使用一次水加压通过冲洗水管口进入冲洗取样管线。

所述碳酸镁滤饼在80-90℃的温度下烘干，得到重质碳酸镁。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明用重镁水制备重质碳酸镁的装置设备简单紧凑，均为常压设备且反应ph为中性，设备材质要求不高，成本较低，并且通过该装置制备重质碳酸镁的制备方法，除重镁水和蒸汽外，不额外加入其他物料，产品质量易于控制，本发明出料绞龙上设有变频电机，可以调整出料绞龙的转速，防止一些细小的颗粒排出，提高产品质量，本发明通过取样管线可以随时监测重镁水在反应罐中的反应情况，并且在取样完毕后使用一次水加压通过冲洗水管口进入冲洗取样管线，易于较好的控制产品的质量；本发明设有的回流管线使颗粒细小的碳酸镁浆料流入反应罐，与重镁水重新混合，进一步提高了产品的制备效率及产品质量，降低了成本。

附图说明

附图1是本发明结构示意图。

附图中所示标号：1、加热管；2、沉降槽；3、反应罐；4、出料绞龙；5、搅拌池；6、取样口；7、干燥设备；8、蒸汽入口；9、重镁水入口；10、蒸汽调节阀；11、温度计；12、第一反应釜搅拌器；13、液位出口；14、出液管；15、变频电机；16、第二反应釜搅拌器；17、过滤打料泵；18、取样点；19、取样管；20、冲洗水管口；21、回流取料点；22、回流管；23、回流泵；24、过滤设备。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

一种用重镁水制备重质碳酸镁的装置，包括加热管1、沉降槽2、反应罐3、出料绞龙4、搅拌池5、过滤设备24、干燥设备7，所述加热管1一端设有蒸汽入口8和重镁水入口9，所述加热管1上设有蒸汽调节阀10和温度计11，所述蒸汽调节阀10位于蒸汽入口8处，所述温度计11靠近加热管1另一端，所述加热管1另一端与反应罐3连接，所述反应罐3内设有第一反应釜搅拌器13，所述反应罐3设置在沉降槽2内，所述反应罐3底部与沉降槽2相通，所述沉降槽2上端左侧设有液位出口13，所述液位出口13连接有出液管14，所述出液管14位于搅拌池5上方，所述沉降槽2下端左侧设有取样管线，通过取样管线可以随时监测重镁水在反应罐3中的反应情况，所述取样管线包括取样点18和取样管19，所述取样点18位于沉降槽2下端左侧，所述取样点18与取样管19一端连接，所述取样管19另一端设有冲洗水管口20和取样口6，取样完毕后使用一次水加压通过冲洗水管口20进入冲洗取样管线，易于较好的控制产品的质量；所述沉降槽2下端右侧设有回流管线，回流管线使颗粒细小的碳酸镁浆料流入反应罐3，与重镁水重新混合，进一步提高了产品的制备效率及产品质量，降低了成本，所述回流管线包括回流取料点21和回流管22，所述回流取料点21位于沉降槽2下端右侧，所述回流取料点21连接有回流管22一端，所述回流管22另一端与反应罐3连接，所述回流管22上设有回流泵23；所述沉降槽2底端设有出料绞龙4，所述出料绞龙4上设有变频电机15，可以调整出料绞龙4的转速，防止一些细小的颗粒排出，提高产品质量，所述出料绞龙4下方设有搅拌池5，搅拌池5内设有第二反应釜搅拌器16，所述搅拌池5外连接有过滤打料泵17，所述过滤打料泵17与过滤设备24一端连接，所述过滤设备24另一端与干燥设备7连接，所述干燥设备7为鼓风干燥箱。

上述装置用重镁水制备重质碳酸镁的制备方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：蒸汽由蒸汽入口8打入加热管1，重镁水由重镁水入口9进入加热管1，使得蒸汽和重镁水混合，通过温度计11和蒸汽调节阀10联动调节，使得蒸汽和重镁水混合后温度为85-95℃；

步骤二：加热后重镁水进入反应罐3，在第一反应釜搅拌器13的搅拌下，重镁水发生分解反应：

5mg(hco3)2→4mgco3·mg(oh)2·4h2o↓+6co2↑

重镁水在反应罐3中的反应情况由取样管线的取样口6取样进行监测，取样完毕后使用一次水加压通过冲洗水管口20进入冲洗取样管线；

步骤三：重镁水分解的碳酸镁以回流的细小碳酸镁颗粒作为晶核，在其表面附着结晶、长大成为大颗粒的重质碳酸镁，碳酸镁浆料从反应罐3底部流入沉降槽2中下部，大颗粒碳酸镁在沉降槽2中下沉至底部，由设置在沉降槽2底部的出料绞龙4排出到搅拌池5，部分清液从沉降槽2顶部的液位出口13排出，经出液管14流入搅拌池5；

步骤四：颗粒细小的碳酸镁浆料经回流管线流入反应罐3，与重镁水重新混合；

步骤五：从出料绞龙4排出的重质碳酸镁和从液位出口13排出的部分清液在搅拌池5中第二反应釜搅拌器16的作用下混和搅拌，形成的流动浆液经过滤设备24过滤得到碳酸镁滤饼，然后经干燥设备7在80-90℃的温度下烘干得到重质碳酸镁。