一种低水合氯化镁流态化热解生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机化工技术领域，涉及一种低水合氯化镁生产高纯氧化镁的方法及装置，尤其涉及一种低水合氯化镁固体颗粒物料流态化热解生产高纯氧化镁，同时吸收热解尾气联产工业浓盐酸的方法及装置。
【背景技术】
[0002]高纯氧化镁一般指纯度大于99%的氧化镁产品。高纯氧化镁广泛用于橡胶、高级电缆、陶瓷、高档造纸和医药行业，也是生产取向硅钢片必不可少的化工原料。国内氧化镁主要由菱镁矿经过高温煅烧的方法生产，该方法的缺点在于，菱镁矿组分复杂，除杂困难，煅烧后获得的氧化镁产品纯度低。工业上生产高纯氧化镁的主要方法有碳化法、石灰法、氨法、纯碱法等，上述方法通过向含有氯化镁的溶液中通入不同沉淀剂，生成碳酸镁、碱式碳酸镁或者氢氧化镁等难溶物，然后煅烧获得高纯氧化镁产品。这些方法共同的缺点在于过程副产大量固体产物或者废水。例如以老卤为原料，石灰法生产高纯氧化镁过程中，每生产I吨高纯氧化镁的，副产接近3吨氯化钙。
[0003]除上述四种方法外，氯化镁直接热解法也是生产氧化镁的重要方法。氯化镁直接热解工艺与以上四种工艺有着显著区别，它利用水合氯化镁在高温发生水解的化学反应特性生产氧化镁。Aman法是氯化镁直接热解法生产氧化镁的典型工艺:首先，提钾后的卤水除杂后，浓缩到饱和状态；然后，饱和液直接喷入Aman反应炉中热解，生成粗氧化镁产品和含有氯化氢的热解尾气；接着，将粗氧化镁经过多级水洗，可以除去其中的可溶盐杂质(例如，氯化钾、氯化钙、未发生水解的氯化镁等)，最后，焙烧得到高纯氧化镁产品。Aman法生产的氧化镁产品纯度大于99%。然而，Aman法的显著缺陷在于以饱和氯化镁溶液喷雾状态进料，导致两个不良后果:其一，以饱和氯化镁溶液喷雾状态进料，导致热解尾气中水蒸气含量非常大，氯化氢气体含量小，吸收热解尾气后，只能获得工业应用价值不高的稀盐酸；其二，以饱和氯化镁溶液喷雾进料，加热大量的水分到高温状态，生产单位重量氧化镁产品，过程能耗太尚。
[0004]立足于水合氯化镁直接热解生成氧化镁的化学反应机理，针对Aman法生产氧化镁工艺的缺陷，不同研究者提出各自不同的改进工艺。CN 92108483.8涉及了一种水氯镁石饱和液为原料制备氧化镁和工业稀盐酸的工艺技术，该工艺以复合流化床(喷动+载流)作为热解反应器，水氯镁石饱和液在其中于700-800°C下直接分解氧化镁和氯化氢，由旋风分离器、沉降室和布袋式收料器组成的收料系统收集氧化镁产品粉料，产物气相中的氯化氢采用多级吸收的方法，冷凝及循环喷淋吸收得到副产工业稀盐酸。所获得到氧化镁产品纯度可达95%，分解率99.4%，获得工业稀盐酸浓度为18-22wt%。该方法存在的问题是:原料中水分太多，只能副产稀盐酸；过程余热没有充分利用，耗能高，并且产品的纯度不高。CN 1830787A涉及一种密闭热解水合氯化镁制备高纯氧化镁的方法，该方法以精制二水或者四水氯化镁为原料，在400-600°C下在密闭热解炉中热解0.5-3.5h，热解固相产物经过水化除杂、过滤、洗涤、焙烧得到纯度大于99%的高纯氧化镁，尾气吸收可以得到30-36%的浓盐酸。但是，密闭热解炉能耗高、而且不易规模化生产。CN 102030347A公开了一种氯化镁热解制备高纯氧化镁的方法，该方法包括氯化镁溶液除硼和硫酸根，溶液浓缩，喷雾热解，热解产物的水化除杂、洗涤、过滤、焙烧得到纯度大于99%的高纯氧化镁。该方法进料含水量过高，获得的副产物只能是稀盐酸，而得不到浓盐酸，此外，喷雾热解过程耗能较高。CN104773744A公开了一种由老卤制备高纯氧化镁的方法，所述方法包括以下步骤:脱除老卤中的颜色和SO42 ;溶液蒸发结晶制备氯化镁晶体；用高纯氯化镁饱和液洗涤晶体；流态化解热氯化镁获得氧化镁，同时吸收尾气获得副产品盐酸；水洗再焙烧氧化镁后获得高纯氧化镁。虽然该方法提供了一种生产高纯氧化镁的可行工艺，但是该方法没有给出详细的流态化热解工艺和相匹配的流态化热解装置，也没有给出热解尾气制备盐酸副产品的具体方法。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种低水合氯化镁生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸的方法及装置，所述方法资源利用率高、过程节能、氧化镁产品纯度高、生产成本低并且特别适合规模化生产。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种低水合氯化镁生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸的方法，包括如下步骤:
[0008](I)将低水合氯化镁固体物料在流化床热解炉中进行流态化热解，经气固分离后得到粗氧化镁和热解尾气；
[0009](2)将粗氧化镁冷却后进行后处理，得到高纯氧化镁；
[0010](3)热解尾气用于制备工业浓盐酸。
[0011 ] 本发明以低水合氯化镁为原料，采取流态化热解技术生产纯度大于99%的高纯氧化镁，其产生的热解尾气中水分含量低，可用于制备工业浓盐酸。
[0012]步骤(I)所述热解的温度为600-750°C，如 610°C、620°C、630°C、640°C、650°C、670 °C、680 °C、690 °C、700 °C、710 °C、720 °C、730 °C、740 °C 或 745 °C 等，优选为 650-700 °C。
[0013]优选地，步骤(I)所述热解的时间为2_30min，如 3min、4min、5min、6min、lOmin、15min、18min、20min、22min、25min 或 28min 等。
[0014]优选地，步骤(I)所述流态化热解过程中的宏观气速为0.2-5m/s，如0.3m/s、0.5m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.5m/s、2.0m/s、2.5m/s、3.0m/s、3.5m/s、4.0m/s 或 4.5m/s 等。
[0015]优选地，步骤(I)所述的气固分离在旋风分离器上进行。
[0016]优选地，步骤(I)所述流化床热解炉为快速流化床。
[0017]步骤(I)所述低水合氯化镁经热解尾气预热后再进行流态化热解。此步骤有利于余热的回收，节约能源。
[0018]优选地，所述预热在旋风预热器上进行。
[0019]优选地，所述旋风预热器为一级、二级或三级旋风预热器。
[0020]步骤(I)所述低水合氯化镁为含有1-3个结合水的氯化镁，如含有I个、1.5个、2个或3个结合水的氯化镁，优选为含有1-2个结合水的氯化镁。选用低水合氯化镁有利于减少热解尾气中水分的含量，从而将其用于制备工业浓盐酸。
[0021]优选地，步骤(I)所述低水合氯化镁为高纯低水合氯化镁，所述低水合氯化镁中硼含量小于0.0Olwt %，硫酸根含量小于0.05wt%。
[0022]优选地，步骤(I)所述低水合氯化镁的粒径为0.03-0.2mm，如粒径为0.05mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.1 5mm.0.18mm 或 0.19mm 等。
[0023]优选地，步骤(I)所述低水合氯化镁由氯化镁饱和溶液干燥后制得。
[0024]优选地，所述干燥为蒸发结晶后干燥或喷雾干燥。
[0025]优选地，所述蒸发结晶后干燥为:先利用氯化镁饱和溶液制备六水氯化镁，再将六水氯化镁干燥得到低水合氯化镁。
[0026]利用氯化镁饱和溶液制备低水合氯化镁具体步骤如下:
[0027]以氯化镁饱和溶液为原料，采取蒸发结晶制备六水氯化镁晶体，再干燥六水氯化镁晶体，控制六水氯化镁晶体的干燥温度，使六水氯化镁晶体干燥时不能发生水解，获得粒径为0.03-0.2mm的、含1_2个结晶水的低水合氯化镁颗粒物料。
[0028]以氯化镁饱和溶液为原料，采用喷雾干燥工艺，也可获得含1-2个结晶水的低水合氯化镁颗粒物料。
[0029]所述的氯化镁饱和溶液以老卤、盐湖氯化镁或菱镁矿经盐酸酸浸后的溶液为原料，经脱色，除杂处理后得到。
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