一种连续生产氢氧化镁的方法与流程

本发明涉及化学化工，尤其涉及一种生产氢氧化镁的方法。

背景技术：

1、盐湖资源在开发过程中会产生水氯镁石等废弃物资源，资源质量好，适合于开发各种高纯度、高品质的镁产品。但长期以来，由于技术等各方面原因，这些镁资源没有得到很好的开发和利用，一方面造成了资源的浪费，另一方面还会影响盐湖钾肥的可持续发展。因此积极开展盐湖镁资源的综合开发利用研究，变废为宝，并解决产业化过程中的重大关键技术难题，是业界的当务之急。

2、从全球镁产品市场需求情况来看，需求量最大的是作为钢铁、有色冶金、水泥、玻璃等高温行业耐火材料原料的镁砂(氧化镁)，年需求量达千万吨以上；其次是用作化工、电子、陶瓷、橡胶、塑料及医药和食品等领域的高纯氢氧化镁、高纯氢氧化镁等，年需求量约数百万吨。而高纯氢氧化镁作为上述高端镁产品的中间体原料，其生产工艺技术一直是制约盐湖镁资源大规模综合开发利用的重大技术瓶颈。

3、氯化铵母液石灰蒸氨是卤水-氨-石灰联合法连续生产高纯氢氧化镁的核心技术之一，在实际生产过程中存在以下四个缺点：一是生石灰来自石灰石的煅烧，能耗高，而且要排放大量的co2；二是生石灰化灰消化时不仅消耗大量的生产用水，而且增加了蒸氨钙液的排放量；三是蒸氨钙液中氯化钙的含量只有13wt％至14wt％，不利于回收利用生产氯化钙；四是石灰成本高，每吨氢氧化镁消耗石灰费用约800元，占总成本的30％。

4、电石渣作为电石法乙炔生产过程产生的难处理固废，其主要成分为ca(oh)2，与生石灰加水化灰消化后得到石灰乳成分基本相同，且来源广、价格低。但用电石渣替代生石灰用于连续生产高纯氢氧化镁存在以下两大技术难题：①电石渣通过什么途径和方法制取cao滴度、温度与现有石灰加水消化工艺获得的灰乳cao滴度、温度相当的电石渣料浆，以便于适应现有高纯氢氧化镁的连续化生产工艺；②电石渣中残留的极少量电石、硫化物和磷化物，在配制料浆过程中会与水反应生成乙炔、硫化氢、磷化氢等有害气体，若不去除，会影响高纯氢氧化镁生产的正常运行。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种用电石渣替代石灰以实现连续化生产高纯氢氧化镁的方法。该方法充分利用电石渣这一难处理、来源广、价格低的固废弃物资源来替代石灰乳进行氯化铵母液蒸氨，进一步能较好地解决电石渣料浆配制过程中产生的极少量乙炔、硫化氢和磷化氢等有害气体无害化处理难题，可大幅降低生产成本，减少co2排放，节约生产用水，减少蒸氨钙液排放。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种连续生产氢氧化镁的方法，其特征在于：按以下步骤进行：

3、按以下步骤进行：

4、(1)提供电石渣；

5、(2)向所述电石渣中加入蒸氨钙液进行调浆，得到电石渣料浆；

6、(3)向所述电石渣料浆中加入氯化铵母液，得到包括游离氨和氯化钙的调和液；

7、(4)将所述调和液引入蒸氨塔中蒸出游离氨，并经冷却压缩得到氨气；

8、(5)将所述氨气与卤水反应得到氢氧化镁反应料浆；

9、(6)将所述氢氧化镁反应料浆经过滤、洗涤、脱水和干燥得到氢氧化镁。

10、作为优选，将步骤(2)中得到的所述电石渣料浆加热并搅拌，释放所述电石渣料浆中残留的有害气体后再进行步骤(3)；调浆的温度为55℃至65℃，还可以为57℃、59℃、60℃、62℃、64℃等，优选为60℃。电石渣的供给量可以为35吨/小时至45吨/小时，还可以为37吨/小时、39吨/小时、40吨/小时、42吨/小时、44吨/小时等，优选为40吨/小时；电石渣料浆可以被加热至90℃至100℃，还可以为92℃、94℃、95℃、97℃、99℃等，优选为90℃。

11、作为优选，将步骤(4)中所述蒸氨塔的底部产出的蒸氨钙液的一部分返回步骤(2)用于配制所述电石渣料浆，另一部分用于制备无水氯化钙；所述蒸氨塔底部产出的蒸氨钙液的温度为95℃至105℃，蒸氨钙液的供给量可以为55m3/小时至65m3/小时，还可以为57m3/小时、59m3/小时、60m3/小时、62m3/小时、64m3/小时等，优选为60m3/小时；调和液温度为85℃至95℃，还可以为87℃、89℃、90℃、92℃、94℃等，优选为90℃；所述氨气的压力为0.28mpa至0.32mpa，还可以为0.29mpa、0.30mpa、0.31mpa等，优选为0.30mpa。

12、作为优选，将步骤(6)中得到的氯化铵母液返回步骤(3)加入到所述电石渣料浆中；氯化铵母液产出量为170m3/h至180m3/h，还可以为172m3/h、174m3/h、175m3/h、177m3/h、179m3/h等，优选为175m3/h；往得到的氯化铵母液中补充氯化铵，补充量为25kg/t.mg(oh)2至35kg/t.mg(oh)2。

13、作为优选，步骤(2)中所述电石渣料浆被加热至90℃至100℃；在化灰机中进行搅拌；释放的有害气体从化灰机上部引入至锅炉进行无害化处理；有害气体包括乙炔、磷化氢、硫化氢或其组合。

14、作为优选，步骤(4)中所述另一部分的蒸氨钙液泵入浓密机，下部浆料过滤得到的滤液与上部溢流液汇合，并经过干燥造粒得到无水氯化钙。

15、作为优选，步骤(1)中所述电石渣为电石法乙炔生产过程产生的粉状固体废渣；电石渣中活性cao含量为50wt％至60wt％，还可以为52wt％、54wt％、55wt％、57wt％、59wt％等，优选为55wt％；电石渣经加湿处理，含水率为10wt％至15wt％，还可以为11wt％、12wt％、13wt％、14wt％等，优选为15wt％。

16、作为优选，步骤(3)中所述电石渣料浆的温度为80℃至90℃，cao滴度为170tt至180tt，还可以为172tt、174tt、175tt、177tt、179tt等，优选为175tt；所述电石渣料浆转入预灰桶，所述氯化铵母液经蒸氨塔上段蒸汽预热后加入预灰桶；氯化铵母液以170m3/h至180m3/h的流量加入。

17、步骤(4)中蒸氨塔底部产出的蒸氨钙液的温度可以为95℃至105℃，还可以为97℃、99℃、100℃、102℃、104℃等，优选为105℃。

18、作为优选，步骤(5)中所述氨气与所述卤水在反应釜中反应；所述卤水中氯化镁浓度以mg2+计为95g/l至105g/l，还可以为97g/l、99g/l、100g/l、102g/l、104g/l等，优选为100g/l(4.11mol/l)，投入量为95m3/h至105m3/h，还可以为97m3/h、99m3/h、100m3/h、102m3/h、104m3/h等，优选为100m3/h；所述反应料浆中游离氨含量为1.8mol/l至2.0mol/l还可以为1.85mol/l、1.9mol/l、1.95mol/l等，优选为2.0mol/l，氨过量为30wt％至35wt％；反应温度为90℃至100℃。

19、步骤(5)的反应料浆中氨可以过量为30wt％至35wt％，还可以为31wt％、32wt％、33wt％、34wt％等，优选为35wt％。

20、步骤(5)的反应温度可以为90℃至100℃，还可以为92℃、94℃、95℃、97℃、99℃等，优选为95℃。

21、作为优选，步骤(6)中脱水后的氢氧化镁滤饼含水率为12wt％至18wt％，还可以为13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％等，优选为15wt％；氢氧化镁平均粒径为50μm至60μm，还可以为52μm、55μm、58μm等，纯度＞99％。

22、步骤(6)中氯化铵母液产出量可以为170m3/h至180m3/h，还可以为172m3/h、174m3/h、175m3/h、177m3/h、179m3/h等。

23、可以往步骤(6)中得到的氯化铵母液中补充氯化铵，补充量可以为25kg/t.mg(oh)2至35kg/t.mg(oh)2，还可以为27kg/t.mg(oh)2、29kg/t.mg(oh)2、30kg/t.mg(oh)2、32kg/t.mg(oh)2、34kg/t.mg(oh)2等，优选为30kg/t.mg(oh)2。

24、本发明的优点在于：1、以电石渣代替传统的生石灰，将电石渣直接与蒸氨钙液混合来配制电石渣料浆，既节省了生产用水，又减少了蒸氨钙液排放，还充分利用了蒸氨钙液中的余热，取得了多重有益效果；

25、2、与生石灰化灰相比，电石渣与蒸氨钙液直接混合更易于实现料浆cao滴度的精准控制，且料浆流动性好，更有利于高纯氢氧化镁生产的稳定运行；

26、3、通过对电石渣料浆进行加热和翻炒，使料浆中少量乙炔、硫化氢、磷化氢等有害气体能够充分释放，并进行无害化处理，这样得到的电石渣料浆cao滴度可稳定在170tt至180tt，温度稳定在80℃至90℃，能够很好地满足与氯化铵母液反应蒸氨的要求；

27、4、可使蒸氨钙液中的cacl2含量由原来的13wt％至15wt％提高到18wt％至20wt％，有利于蒸氨钙液的综合回收利用，同时大幅减少co2的排放；

28、5、采用电石渣料浆与氯化铵母液反应得到的高含量气氨(氨含量＞97％)与高浓度卤水(氯化镁浓度＞4mol/l)进行自放热反应，通过夹套冷却控制反应温度为90℃至100℃，有利于获得大颗粒的氢氧化镁(平均粒径50μm至60μm)以及提高的镁转化率(≥90％)，氢氧化镁料浆的过滤洗涤性能好，有利于实现连续化、自动化生产，且氢氧化镁产品质量好，纯度达99％以上。

29、本技术的方法能够生产得到高纯氢氧化镁，并通过进一步深加工进而开发生产高纯镁砂等系列下游产品，能很好地解决困扰我国多年的盐湖镁资源综合开发利用及电石渣固废处理难题。对于提高我国盐湖资源开发利用水平，促进我国西部地区社会经济及生态文明的发展和进步，发展循环经济，以及加快建设世界级盐湖产业基地，都将具有十分重大的意义。