專利名稱：一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機化學中提取鎂鹽的方法，具體為一種從生產(chǎn)硼砂時所產(chǎn)生的廢渣-硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法。
采用碳堿法生產(chǎn)硼砂，是以硼鎂礦粉為原料，經(jīng)過焙燒，加純堿，再通入CO2，發(fā)生如下反應
其中所產(chǎn)生的MgCO3與未參加反應的硼鎂礦粉的混合物即為硼泥。我國硼砂的年產(chǎn)量約為20-30萬噸，產(chǎn)生的硼泥約近百萬噸，由硼鎂礦制取硼砂的過程所產(chǎn)生的硼泥，目前仍作為廢渣棄掉，不僅污染了環(huán)境，還扔掉了如碳酸鎂這樣的有用物質(zhì)。如何把硼泥中所含活性碳酸鎂提取出來，迄今為止還未有一種經(jīng)濟的切實可行的方法。
本發(fā)明的目的，就是提供把硼泥中所含有的碳酸鎂提取出來的經(jīng)濟有效的方法-一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案的要點在于先將碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂后，再通入CO2使其轉(zhuǎn)化為碳酸氫鎂，加熱后碳酸氫鎂即分解成輕質(zhì)碳酸鎂，但是，氫氧化鈣與碳酸鎂反應，使之碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，實踐證明這一轉(zhuǎn)化是十分困難的，只有在可溶性鎂鹽或可溶性鈣鹽催化劑的存在下，轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂的反應才能順利進行。也就是說，在催化劑可溶性鎂鹽或可溶性鈣鹽的存在下，先使硼泥中的碳酸鎂與氫氧化鈣發(fā)生反應生成氫氧化鎂，然后再采用現(xiàn)有技術(shù)的碳化反應過程、熱分解過程、分離提取過程等，來實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
由本發(fā)明提供的方法從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的化學反應原理及其反應過程如下1、在可溶性鎂鹽催化劑或者可溶性鈣鹽催化劑的存在下，硼泥中的活性MgCO3與Ca(OH)2反應生成Mg(OH)2
2、Mg(OH)2與CO2碳化反應含轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2的硼泥，通入CO2后，生成可溶性的Mg(HCO3)2而轉(zhuǎn)入溶液中
3、加熱濾液，Mg(HCO3)2熱分解成輕質(zhì)碳酸鎂
根據(jù)上述反應原理及其反應過程，從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂依次包括如下步驟1、將含有10-30%MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按硼泥Ca(OH)2∶H2O為1∶0.1-0.3∶4-5的質(zhì)量比混合，再加入硼泥量的0.25%的可溶性鎂鹽或可溶性鈣鹽，攪拌下加熱至85-95℃，反應1-2小時，在可溶性鎂鹽或可熔性鈣催化劑存在下，硼泥中的MgCO3與Ca(OH)2反應生成Mg(OH)2;
2、冷卻至25℃，通入CO2氣體，常溫下攪拌反應1-2小時，Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為可溶的Mg(HCO3)2;
3、過濾，濾液通入過熱蒸汽，Mg(HCO3)2加熱即分解成輕質(zhì)碳酸鎂;
4、沉淀，過濾分離，將所得的過濾物干燥，粉碎后即得到提取的輕質(zhì)碳酸鎂。
在碳酸鎂與氫氧化鈣反應，使碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂時，所使用的催化劑，可溶性的鎂鹽為MgCl2或者Mg(NO3)2，可溶性的鈣鹽為CaCl2或者Ca(NaO3)2。
在上述的步驟1中，所使用的Ca(OH)2可以選擇生產(chǎn)硼砂時所產(chǎn)生的副產(chǎn)品生石灰來替代，生石灰即CaO，在水的存在下，CaO與水反應便生成了Ca(OH)2。
利用本發(fā)明的方法，根據(jù)硼泥中活性碳酸鎂含量的不同，每3-7噸板框壓濾機壓濾后的濕硼泥能提取一噸輕質(zhì)碳酸鎂。提取的輕質(zhì)碳酸鎂的產(chǎn)品質(zhì)量的各項指標均可達到國家標準GB-1612-79特級品標準。
本發(fā)明的特點1、輕質(zhì)碳酸鎂及熱解產(chǎn)物氧化鎂是廣泛應用于化工、橡膠、塑料、電子、耐火材料、日用化工等方面的重要化工原料，利用本方法從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂，不僅可以從廢渣中提取重要的化工原料，而且提取輕質(zhì)碳酸鎂后的硼泥更適合于綜合利用生產(chǎn)磚瓦、水泥等，提高了利用價值，同時也減少了對環(huán)境的污染。
2、本方法簡單易行，并充分利用了硼砂廠的現(xiàn)有條件即利用石灰窯爐氣CO2、副產(chǎn)品生石灰，以及空壓機、鍋爐等設(shè)備，可減少建廠投資，提高工廠設(shè)備及原料的利用率，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟效益。
3、用本方法提取的產(chǎn)品輕質(zhì)碳酸鎂，所含雜質(zhì)低于用鹽泥為原料生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鎂，產(chǎn)品質(zhì)量高。
4、本方法不僅適用于碳堿法從硼鎂礦生產(chǎn)硼砂時產(chǎn)生的硼泥中提取、生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂，也適用于其它含有活性碳酸鎂的各種廢渣，使其中的MgCO3轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，然后再碳化、熱分解、分離提取碳酸鎂。
實施例將40kg含有10%MgCO3的硼泥、10kg生石灰、100gMgCl2加入反應釜中，加水至200升，攪拌均勻，加熱至90℃，攪拌反應1.5小時，將反應混合物冷卻至25℃，通入0.6-0.8MPa的CO2氣體，攪拌反應1.5小時，過濾，濾液通入過熱蒸汽，生成的碳酸氫鎂即熱分解成輕質(zhì)碳酸鎂，沉淀，過濾分離，干燥，粉碎后即得6kg輕質(zhì)碳酸鎂成品。
由該實施例所得到的輕質(zhì)碳酸鎂，經(jīng)分析，各項指標如下水分 % 1.4CaO % 0.38MgO % 45Fe % 0.03SO4% <<0.15Cl % <<0.15Mn % <<0.004篩余物 % 0.025鹽酸不溶物 % <<0.1堿度(以Mg(OH)2計)% 0.5比容ml/g 6.權(quán)利要求
1.一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法，包括有碳化反應過程、熱分解過程及其分離、干燥過程，其特征在于在碳化反應過程之前，將含有10-30%MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按1∶0.1-0.3∶4-5的質(zhì)量比混合，再加入硼泥量的0.25%可溶性鎂鹽，攪拌下加熱至85-95℃，反應1-2小時，在可溶性鎂鹽催化劑存在下，硼泥中的MgCO3與Ca(OH)2反應生成Mg(OH)2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法，其特征在于作為催化劑的可溶性鎂鹽可選擇MgCl2和Mg(NO3)2中的任意一種。
3.一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法，包括有碳化反應過程、熱分解過程及其分離、干燥過程，其特征在于在碳化反應過程之前，將含有10-30%MgCO3的硼泥、Ca(OH)2、H2O按1∶0.1-0.3∶4-5的質(zhì)量比混合，再加入硼泥量的0.25%可溶性鈣鹽，攪拌下加熱至85-95℃，反應1-2小時，在可溶性鈣鹽催化劑存在下，硼泥中的MgCO3與Ca(OH)2反應生成Mg(OH)2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法，其特征在于作為催化劑的可溶性鈣鹽可選擇CaCl2和Ca(NO3)2中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及無機化學中提取鎂鹽的方法，具體為一種從硼泥中提取輕質(zhì)碳酸鎂的方法。該方法包括有碳化反應、熱分解、分離提取過程。其特征在于碳化反應之前，在催化劑可溶性鎂鹽或可溶性鈣鹽的存在下，先使硼泥中的活性碳酸鎂與Ca(OH)
文檔編號B09B3/00GK1100384SQ93115808
公開日1995年3月22日 申請日期1993年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月13日
發(fā)明者高佳令, 張新范, 常錫來, 高慶地, 黃承明 申請人:高佳令, 張新范, 常錫來, 高慶地, 黃承明