专利名称：一种以白云石为原料生产轻质碳酸镁的新方法
专利说明 本发明是一种以白云石为原料，生产轻质碳酸镁的新方法。轻质碳酸镁也叫碱式碳酸镁，其分子式为XMgCO3·yMg(OH)2·ZH2O(X＝3～5;y＝1;Z＝3～7)。
天津化工研究院等编写的《化工产品》第271页记载了生产轻质碳酸镁的方法-白云石碳化法。此法是将含MgO17%的白云石与煤粉碎后，经混
、在高温下煅烧，然后加水化灰，经碳化、压滤，并且用直接蒸汽热解后，再压滤，干燥、粉碎、包装后，即得成品轻质碳酸镁。其反应式如下 工艺流程为附
图1。
此法是国内生产轻质碳酸镁常用的一种方法，它是用碳化的方法将原材料中地钙和镁分离，同时又是用碳化的方法得到轻质碳酸镁的中间产品碳酸氢镁Mg(HCO3)2。因而其缺点有二第一，碳化过程二氧化碳的单耗高，利用率低。从碳化的化学反应式可知，参加化学反应的二氧化碳，有1/3是和氢氧化钙反应生成碳酸钙，只有2/3的二氧化碳和氢氧化镁反应生成碳酸氢镁。二氧化碳的利用率仅有2/3(66.67%)。第二，在碳化过程中，氢氧化镁的碳化反应是分两步进行的 第一步 第二步 由于碳化过程大量的碳酸钙生成，使碳化温度骤升，这对氢氧化镁的第二步碳化极为不利，使得氢氧化镁的碳化不能彻底进行，往往碳化结束时(碳化液加1%酚酞指示剂不变红色为碳化结束)，还有相当数量的氢氧化镁Mg(OH)2停留在反应式(1)的阶段，生成碳酸镁的沉淀混于碳酸钙的沉淀中，使分离干燥后的碳酸钙含有5～10%的MgO，这种碳酸钙产品不符合产品标准要求，没有市场销路，造成积压。同时也造成原材料白云石的MgO利用率低，最高不超过48%(见原材料消耗定额表)。
本发明的目的是提出一种既能降低碳化过程二氧化碳的单耗，又能提高白云石的MgO的利用率，同时为生产过程分离出来的钙找到新出路的一种轻质碳酸镁的生产方法。
本发明是在现有技术的基础上，其他工艺过程都与现有技术相同，仅在化灰后，白云灰乳中的氢氧化钙Ca(OH)2氢氧化镁Mg(OH)2的分离方法不同。现有技术是用碳化的方法将白云灰乳中的Ca(OH)2和Mg(OH)2分开。本发明的特征是用萃取的方法，将白云灰乳中的Ca(OH)2和Mg(OH)2分开。选择氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一的水溶液为萃取剂，加到化灰后的白云灰乳膏中，通过萃取，得到的萃取液是含钙的水溶液，余下的固相是粗氢氧化镁，从而达到Ca(OH)2和Mg(OH)2分离的目的。
本发明的具体解决方案如下 白云石的煅烧和化灰均与现有技术相同，在此不重复叙述。化灰得到白云灰乳，经压滤得到白云灰乳膏后，选择氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一的水溶液(Ⅱ)为萃取剂，加到白云灰乳膏(Ⅰ)中，进行萃取。萃取的条件是萃取剂的浓度为0.1～1M，用量为白云灰(重量)的40～100倍，萃取温度为室温～50℃;萃取时间为0.5～2小时。然后进行压滤分离，得到的滤液(即萃取液)是含钙的水溶液(Ⅲ)，滤饼(即固相)是粗氢氧化镁(Ⅵ)。这样，白云灰乳中的Ca(OH)2和Mg(OH)2得到分离。
滤饼是粗氢氧化镁，用水洗涤后，再用清水将其
制成含氧化镁10克/升左右的镁乳，作为生产轻质碳酸镁的原料，送入碳化塔，进行碳化，碳化工艺及碳化以后的其他工序的工艺、质量控制指标均与现有技术相同，故不多叙。
萃取反应式如下 一、以NH4Cl为萃取剂的反应式 (Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅲ) (Ⅵ)(Ⅲ) 二、以NH4NO3为萃取剂的反应式 (Ⅰ)(Ⅱ) →Mg(NO3)2+Ca(NO3)2+4NH4OH (Ⅲ)(Ⅲ) (Ⅲ)(Ⅵ) 分离出来的滤液(即萃取液)是含钙的水溶液，此溶液可用于发明专利申请号87102156“一种生产饲料磷酸氢钙的新方法”的中和过程，作中和剂用。在申请号87102156的中和过程中，此含钙水溶液与含磷酸的萃取液中和后，得到饲料磷酸氢钙沉淀和NH4Cl或NH4NO3的水溶液(即萃取剂)，经分离后，此水溶液既是申请号87002156的萃取剂，又可作本发明的萃取剂。因此这两种产品可以联合生产。
本发明的工艺流程如附图2。
本发明获得的滤饼-粗氢氧化镁中CaO和MgO含量如附表1所示用这种粗氢氧化镁生产轻质碳酸镁产品，其质量达到化工部部颁标准HG1-516-77一级品要求。
本发明获得的滤液(即萃取液)中CaO和MgO含量如附表2所示。将它用于发明专利申请号87102156“一种生产饲料磷酸氢钙的新方法”的中和过程，作中和剂用，生产出的磷酸氢酸钙产品，其质量达到化工部部颁标准HG1-792-75饲料级要求。
本发明与现有技术相比，有以下两个优点 1.本发明选用氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一为萃取剂，萃取白云灰乳膏，能有效地分离白云灰乳膏中的氢氧化钙和氢氧化镁。分离得到的粗氢氧化镁送碳化塔生产轻质碳酸镁，碳化消耗的二氧化碳量比现有技术减少约30%;原料白云石的氧化镁利用率提高20%以上。
注白云石MgO的利用率＝ (每吨轻质碳酸镁含Mgoo量(吨))/(每吨轻质碳酸镁×白云石中Mgo%含量) 消耗白云石量 现有技术白云石的MgO利用率＝ 0.45/(5.5×17%) ＝48.12% 本发明的白云石MgO的利用率＝ 0.41/(2.8×20%) ＝73.21% 2.本发明用氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一的水溶液萃取分离白云灰乳膏得到的萃取液，是含钙的水溶液。将它用于发明专利申请号8712156“一种生产饲料磷酸氢钙的新方法”，作中和剂用，使白云灰乳膏中的钙得到充分的利用，变废为宝，减少了生产厂的负担，提高了经济效益。同时，中和后，分离出来的母液，是含氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物的水溶液，又可用于本发明作萃取剂。这样，这两个发明专利联合生产，既节省了本专利的萃取剂，又无废水污染，同时，使白云灰乳膏中的钙得到充分利用，这是一举几得的好发明。
实施例 用含MgO＝20%的白云石6.8公斤，经煅烧得到白云灰2.8公斤，此白云灰按化工部标准规定的分析方法测定MgO含量为42.9%;CaO含量为51.9%;杂质(含水份)含量为5.2%。加水80升溶化，搅拌2小时，过120目筛滤，去渣，得到白云灰乳。经分析白云灰乳的钙、镁含量如下 MgO12.7克/升 CaO14.7克/升 取上述灰乳2升，分别以氯化铵、硝酸铵及氯化铵和硝酸铵的混合物为萃取剂，萃取剂的加入量是使灰乳中含萃取剂的浓度分别为0.1M;0.5M;1M。在室温～50℃搅拌条件下，萃取1小时，其萃取液中的钙、镁含量及煅烧后滤饼中的钙镁含量如下 萃取液数据
得到的滤液(即萃取液)可以作发明专利申请号87102156的中和剂。滤饼用水洗涤后，再用清水将其配制成含氧化镁10克/升左右的镁乳，作生产轻质碳酸镁的原料，送入碳化塔，进行碳化，碳化工艺及碳化以后的其他工序的工艺、质量控制指标均与现有技术相同。
权利要求
1、一种以白云石为原料，用碳化法生产轻质碳酸镁的新方法，它是通过煅烧、化灰、碳化、热解、压滤、干燥、粉碎等化工过程而制得的，其特征在于在化灰得到白云灰乳膏后，选择氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一的水溶液(Ⅱ)为萃取剂，加到白云灰乳膏(I)中，通过萃取后分离，得到的滤液(即萃取液)是含钙的水溶液(Ⅲ)，余下的滤饼是粗氢氧化镁(Ⅵ)。
萃取反应式如下
一、以NH4Cl为萃取剂的反应式
(I) (Ⅱ) (Ⅲ) (Ⅲ)
(Ⅵ) (Ⅲ)
二、以NH4NO3为萃取剂的反应式
(I) (Ⅱ)(Ⅲ)
(Ⅲ)
(Ⅵ)(Ⅲ)
2、根据权利要求1所述的生产轻质碳酸镁的新方法，用氯化铵、硝酸铵或氯化铵和硝酸铵的混合物之一的水溶液(Ⅱ)为萃取剂，加到白云灰乳膏(Ⅰ)中进行萃取，其特征在于萃取剂的浓度为0.1～1M，萃取剂的用量是白云灰重量的40～100倍，萃取温度为室温～50℃，萃取时间是0.5～2小时。
3、根据权利要求1所述的生产轻质碳酸镁的新方法，萃取得到的滤液(即萃取液)是含钙的水溶液(Ⅲ)，其特征在于此含钙水溶液(Ⅲ)可作发明专利申请号87102156“一种生产饲料磷酸氢钙的新方法”中的中和剂，中和后，分离出来的母液是含氯化铵或硝酸铵的水溶液，又可作本发明的萃取剂。
全文摘要
本发明是一种以白云石为原料用碳化的方法生产轻质碳酸镁的新方法。用这种方法可以降低二氧化碳的消耗、提高白云石中氧化镁的利用率，同时白云石的钙得到充分利用。
文档编号C01F5/24GK1031687SQ8710616
公开日1989年3月15日 申请日期1987年9月3日 优先权日1987年9月3日
发明者欧阳俊 申请人:平乐县化工厂