CN107298451A - 一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法 - Google Patents

一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法 Download PDF

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Abstract

一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，涉及一种低品位菱镁矿镁碳双利用的方法，所述方法以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料，化学反应制备七水硫酸镁，同时，回收并利用二氧化碳；将化学法回收的二氧化碳与溶入氨气的氯化钠溶液，在室温条件下，反应生成碳酸氢钠与氯化铵；将生成的氯化铵与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁，氨气蒸发回用；将氨气通入硫酸镁水溶液中生成氢氧化镁阻燃剂，副产硫酸铵；将硫酸铵与轻烧氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用；本发明开启了菱镁矿加工产业的镁碳双利用局面，真正实现了资源综合利用甚至高效利用。该技术应用带动菱镁产业发展，开辟了菱镁矿加工利用的新篇章，技术应用有广阔前景。

Description

一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法
技术领域
本发明涉及一种镁矿利用方法，特别是涉及一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法。
背景技术
中国菱镁矿使用中，存在对高品质菱镁矿过度开采使用，而对低品位菱镁矿或者粉矿、尾矿没能充分利用的问题。造成矿山植被恢复问题严重，资源综合利用程度不高。不仅产品品种少，产品档次也不高。
利用化工技术特点，针对低品位菱镁矿的家共利用，不仅保护性利用耐火原料的同时，更加快了菱镁产业转型与供给侧结构改革，对菱镁矿中二氧化碳的化学利用，不仅解决了二氧化碳排放问题，更发挥了菱镁矿的镁与碳的双利用价值。真正实现综合利用，意义重大。
将低品位菱镁矿浮选尾矿利用化学法生产七水硫酸镁，回收利用高浓度二氧化碳，与纯碱工艺耦合生产纯碱，副产氯化铵可继续生产氯化镁，继而生产氯氧镁胶凝材料；蒸出的氨气继续生产氢氧化镁阻燃剂，副产硫酸铵，还可以继续生产硫酸镁，氨气循环利用。产品附加值高，经济效益好，发挥化工技术的优势，努力作到节能减排，充分利用资源的同时，保护环境，符和可持续发展的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，该方法以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料反应制备七水硫酸镁，并回收利用反应放出的二氧化碳；在室温条件下，将一部分二氧化碳通入到溶入氨气的氯化钠水溶液中，反应生成碳酸氢钠和氯化铵；将生成的氯化铵与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁，氨气整出循环利用；氨气通入硫酸镁溶液生成氢氧化镁阻燃剂和硫酸铵，硫酸铵还可以继续与氧化镁生产硫酸镁，氨气蒸出，循环利用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述方法以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料，化学反应制备七水硫酸镁，同时，回收并利用二氧化碳；将化学法回收的二氧化碳与溶入氨气的氯化钠溶液，在室温条件下，反应生成碳酸氢钠与氯化铵；将生成的氯化铵与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁，氨气蒸发回用；将氨气通入硫酸镁水溶液中生成氢氧化镁阻燃剂，副产硫酸铵；将硫酸铵与轻烧氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用；
包括以下过程：
（1）称取低品位菱镁矿浮选尾矿粉，与去离子水一起，倒入烧杯中，搅拌均匀，倒入三口烧瓶中，将浓硫酸稀释至50%(质量比)，搅拌，升温，反应；
（2）二氧化碳通入装有氯化钠和氨水的水溶液中，吸收反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（3）将生成的氯化铵，与轻烧氧化镁粉，溶解入三口瓶中，在水浴搅拌反应，收集氨气；抽滤后得到澄清溶液；将澄清溶液在室温下静置2天，析出白色不溶物，再经过蒸馏水、乙醇反复洗涤、抽滤、烘干，因此得到高纯度的碱式氯化镁晶须；
（4）将氨气继续通入含有硫酸镁的水溶液中，升温搅拌反应，生成氢氧化镁沉淀，和硫酸铵水溶液；
（5）将过滤得到的硫酸氨水溶液，与轻烧氧化镁，升温搅拌反应,得到硫酸镁，氨气循环利用。
所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，所述称取低品位菱镁矿浮选尾矿粉100克，与300毫升去离子水一起，倒入500毫升烧杯中，搅拌均匀，倒入500毫升三口烧瓶中，将浓硫酸用量筒量取100毫升，稀释至50%(质量比)，开搅拌300转/分，升温至85℃-120℃，反应2小时-5小时。
所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，所述二氧化碳通入装有60克氯化钠和30毫升氨水的水溶液中，吸收反应生成碳酸氢钠和氯化铵。
所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，所述将生成的氯化铵50克，与39克轻烧氧化镁粉，溶解入250毫升三口瓶中，在水浴温度60℃、搅拌速度为300 r/min时反应40min，收集氨气。抽滤后得到澄清溶液。将澄清溶液在室温下静置2天，析出白色不溶物，再经过蒸馏水、乙醇反复洗涤、抽滤、烘干，因此得到高纯度的碱式氯化镁晶须。
所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，所述将氨气继续通入含有100克硫酸镁的水溶液中，升温40℃、搅拌速度为,200 r/min时，反应40min，生成氢氧化镁沉淀，和硫酸铵水溶液。
所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，所述将过滤得到的硫酸氨水溶液100毫升，与50克轻烧氧化镁，升温90℃、搅拌速度为300 r/min时，反应,60min，得到硫酸镁，氨气循环利用。
本发明的优点与效果是：
本发明以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料制备七水硫酸镁并回收利用二氧化碳，将二氧化碳与溶入氨气的氯化钠溶液，室温条件下反应生成碳酸氢钠和氯化铵；将生成的氯化铵与菱镁矿煅烧得到的轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁，氨气循环利用；氨气通入硫酸镁水溶液中生成氢氧化镁阻燃剂和硫酸铵，硫酸铵继续与轻烧氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出循环利用。化学法利用低品位菱镁矿浮选尾矿得到七水硫酸镁，可以作为硫氧镁胶凝材料的原料，也可以深加工制备高附加值镁质功能材料； 回收的二氧化碳纯度高，与氯化钠氨溶液反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠是硼砂生产原料，氯化钠继续生产氯化镁，是氯氧镁胶凝材料的原料，氨气循环利用。工艺技术彻底开启了菱镁矿加工产业的镁碳双利用局面，真正实现了资源综合利用甚至高效利用。该技术应用带动菱镁产业发展，开辟了菱镁矿加工利用的新篇章，技术应用有广阔前景。
本发明综合优势如下：
1、工艺过程实现了菱镁矿的镁与碳的双利用，含硅钙的滤渣是硫氧镁胶凝材料的添加剂，真正做到了对低品位菱镁矿的吃干榨净；
2、浮选尾矿化学法生成的二氧化碳，与氯化钠生产纯碱工艺结合，不仅为硼砂生产工艺提供了原料，而且得到了氯化铵；
3、氯化铵可用于生产碱式氯化镁胶凝料，同时实现了氨气的循环利用；
4、氨气通入硫酸镁水溶液中生成氢氧化镁阻燃剂和硫酸铵；
5、硫酸镁可继续与氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用。
6、采用化学法利用低品位菱镁矿，解决了二氧化碳回收利用的关键技术，整个工艺零排放，属于绿色化工技术。
附图说明
图1为本发明工艺流程方框图；
图2为本发明80℃条件下氢氧化镁产品的的SEM图；
图3为本发明碱式氯化镁晶须的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
1. 本发明的基本原理
MgCO3+H2SO4+7H2O →MgSO4.7H2O+CO2 (1)
CO2+NaCl+NH3+H2O→NaHCO3+NH4Cl (2)
NH4Cl+MgO+H2O→MgCl2+NH3 ↑ (3)
NH3+MgSO4+ 2H2O→Mg(OH)2+(NH4)2SO4 (4)
(NH4)2SO4+MgO→NH3↑+MgSO4+ 2H2O (5)
2.本发明的基本方案
第一步，以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料，化学反应制备七水硫酸镁，同时，回收并利用二氧化碳。第二步，将二氧化碳与溶入氨气的氯化钠溶液，在室温条件下，反应生成碳酸氢钠与氯化铵。第三步，将生成的氯化铵与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁或者碱式氯化镁晶须，氨气蒸发回用。第四步，将氨气通入硫酸镁水溶液生成氢氧化镁阻燃剂和硫酸铵。第五步，将硫酸铵继续与氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用。
本发明的技术方法
本发明采用化学法，将低品位的菱镁矿浮选后的为矿粉与硫酸反应，生成七水硫酸镁，回收二氧化碳；将化学法收集的二氧化碳与氯化钠的氨水溶液反应，生成碳酸氢钠和氯化铵，氯化铵继续与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁或者碱式氯化镁，氨气循环利用；将氨气与硫酸镁生成氢氧化镁阻燃剂和硫酸铵；将硫酸铵与氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用。
本发明具体的实施方案
（1）称取低品位菱镁矿浮选尾矿粉100克，与300毫升去离子水一起，倒入500毫升烧杯中，搅拌均匀，倒入500毫升三口烧瓶中，将浓硫酸用量筒量取100毫升，稀释至50%(质量比)，开搅拌300转/分，升温至85℃-120℃，反应2小时-5小时。
（2）二氧化碳通入装有60克氯化钠和30毫升氨水的水溶液中，吸收反应生成碳酸氢钠和氯化铵。
（3）将生成的氯化铵50克，与39克轻烧氧化镁粉，溶解入250毫升三口瓶中，在水浴温度60℃、搅拌速度为300 r/min时反应40min，收集氨气。抽滤后得到澄清溶液。将澄清溶液在室温下静置2天，析出白色不溶物，再经过蒸馏水、乙醇反复洗涤、抽滤、烘干，因此得到高纯度的碱式氯化镁晶须。
（4）将氨气继续通入含有100克硫酸镁的水溶液中，升温40℃、搅拌速度为,200 r/min时，反应40min，生成氢氧化镁沉淀，和硫酸铵水溶液。
（5）将过滤得到的硫酸氨水溶液100毫升，与50克轻烧氧化镁，升温90℃、搅拌速度为300 r/min时，反应,60min，得到硫酸镁，氨气循环利用。

Claims (6)

1.一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述方法以低品位菱镁矿浮选后的尾矿粉和硫酸为原料，化学反应制备七水硫酸镁，同时，回收并利用二氧化碳；将化学法回收的二氧化碳与溶入氨气的氯化钠溶液，在室温条件下，反应生成碳酸氢钠与氯化铵；将生成的氯化铵与轻烧氧化镁粉反应生成氯化镁，氨气蒸发回用；将氨气通入硫酸镁水溶液中生成氢氧化镁阻燃剂，副产硫酸铵；将硫酸铵与轻烧氧化镁反应生成硫酸镁，氨气蒸出，循环利用；
包括以下过程：
（1）称取低品位菱镁矿浮选尾矿粉，与去离子水一起，倒入烧杯中，搅拌均匀，倒入三口烧瓶中，将浓硫酸稀释至50%(质量比)，搅拌，升温，反应；
（2）二氧化碳通入装有氯化钠和氨水的水溶液中，吸收反应生成碳酸氢钠和氯化铵；
（3）将生成的氯化铵，与轻烧氧化镁粉，溶解入三口瓶中，在水浴搅拌反应，收集氨气；抽滤后得到澄清溶液；将澄清溶液在室温下静置2天，析出白色不溶物，再经过蒸馏水、乙醇反复洗涤、抽滤、烘干，因此得到高纯度的碱式氯化镁晶须；
（4）将氨气继续通入含有硫酸镁的水溶液中，升温搅拌反应，生成氢氧化镁沉淀，和硫酸铵水溶液；
（5）将过滤得到的硫酸氨水溶液，与轻烧氧化镁，升温搅拌反应,得到硫酸镁，氨气循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述称取低品位菱镁矿浮选尾矿粉100克，与300毫升去离子水一起，倒入500毫升烧杯中，搅拌均匀，倒入500毫升三口烧瓶中，将浓硫酸用量筒量取100毫升，稀释至50%(质量比)，开搅拌300转/分，升温至85℃-120℃，反应2小时-5小时。
3.根据权利要求1所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述二氧化碳通入装有60克氯化钠和30毫升氨水的水溶液中，吸收反应生成碳酸氢钠和氯化铵。
4.根据权利要求1所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述将生成的氯化铵50克，与39克轻烧氧化镁粉，溶解入250毫升三口瓶中，在水浴温度60℃、搅拌速度为300 r/min时反应40min，收集氨气；
抽滤后得到澄清溶液；
将澄清溶液在室温下静置2天，析出白色不溶物，再经过蒸馏水、乙醇反复洗涤、抽滤、烘干，因此得到高纯度的碱式氯化镁晶须。
5.根据权利要求1所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述将氨气继续通入含有100克硫酸镁的水溶液中，升温40℃、搅拌速度为,200 r/min时，反应40min，生成氢氧化镁沉淀，和硫酸铵水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种低品位菱镁矿镁碳双利用方法，其特征在于，所述将过滤得到的硫酸氨水溶液100毫升，与50克轻烧氧化镁，升温90℃、搅拌速度为300 r/min时，反应,60min，得到硫酸镁，氨气循环利用。
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