CN107311111A - 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法 - Google Patents

一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107311111A
CN107311111A CN201710309313.9A CN201710309313A CN107311111A CN 107311111 A CN107311111 A CN 107311111A CN 201710309313 A CN201710309313 A CN 201710309313A CN 107311111 A CN107311111 A CN 107311111A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium carbonate
leachate
heating equipment
leaching
microwave heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710309313.9A
Other languages
English (en)
Inventor
马国军
童志博
李志�
张翔
刘孟珂
闵梁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Science and Technology WHUST
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201710309313.9A priority Critical patent/CN107311111A/zh
Publication of CN107311111A publication Critical patent/CN107311111A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/181—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by control of the carbonation conditions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法。其技术方案是：在2~7串联的微波加热设备中，将铵盐溶液加入第一个微波加热设备（12）和将冶金废渣加入最后一个微波加热设备（9）中进行连续逆流浸出；将得到的浸出液送入除杂罐（3）进行除杂处理，除杂处理后的除杂浸出液引入吸收塔（4）中，生成含有碳酸钙的结晶溶液和结晶反应后的烟气；将含有碳酸钙的结晶溶液进行分离处理，得到过滤溶液和碳酸钙产品。过滤溶液返回浸出剂储液罐（1）中循环利用，结晶反应后的烟气从水洗塔（5）的烟气出口排出。本发明不仅能提高钙的浸出率和利用率，也能提高二氧化碳的吸收率；所制备的碳酸钙具有稳定性高和粒度分布集中的特点。

Description

一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法
技术领域
本发明属于碳酸钙制备技术领域。尤其涉及一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法。
背景技术
温室气体排放导致的全球气候变化是人类社会迄今可持续发展的主要威胁之一，作为主要温室气体的二氧化碳会导致冰川融化、自然生态退化和自然灾害频发，直接威胁着部分地域人类的生存发展（杨柳.二氧化碳排放权分配:基于“共同但有区别的责任”原则[D].济南:山东大学，2014.）。同时，随着全球工业化的迅速发展，冶金废渣的产量持续增加，而冶金废渣的利用却由于各种原因而受到极大的限制，大量冶金废渣的堆积占用土地，污染环境，从而成为一种负资产（孟华栋,刘浏．钢渣稳定化处理技术现状及展望[J]．炼钢,2009( 06)： 74- 78）。
基于同时处理二氧化碳和冶金废渣的想法，并结合矿物碳酸化的工艺，有学者提出利用铵盐浸出钢渣中钙元素，并用其制备碳酸钙的工艺构想（Zhang X, Ma G, Tong Z,et al. Microwave-assisted selective leaching behavior of Calcium from BasicOxygen Furnace (BOF) slag with ammonium chloride solution[J]. Journal ofMining and Metallurgy, 2017, 53(2): 139~146.），该工艺的优点在于浸出剂可以循环利用、元素选择性浸出效果好、理论上能耗较低、能产生高附加值的高纯度碳酸钙，因此成为世界各国研究的热点（KODAMA S, NISHIMOTO T, NAOKI Y, et al. Development of anew pH-swing CO2 mineralization process with a recyclable reaction solution[J]. Energy, 2008, 33 (5): 776-784.）。但该工艺的局限性在于铵盐浸出冶金废渣中钙的效率不高，同时浸出溶液中钙和氨含量低，从而致使碳酸钙结晶阶段钙的反应缓慢并且不完全，同时二氧化碳的吸收率也较低。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，该方法不仅能提高钙的浸出率和利用率，也能提高二氧化碳的吸收率，所制备的碳酸钙具有稳定性高和粒度分布集中的特点。
铵盐溶液对冶金废渣中钙的浸出率，同时能提高浸出液中钙和氨含量，从而提高碳酸钙结晶阶段钙的利用率和二氧化碳的吸收率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
1）将2~7个微波加热设备串联，在微波辐照、30~70℃和搅拌条件下，按液固比为10~40∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备和将冶金废渣罐中的冶金废渣加入最后一个微波加热设备。在最后一个微波加热设备（9）中反应后的冶金废渣经过0~5个中间微波加热设备通过各自连接的泵依次被送至第一个微波加热设备，进行连续逆流浸出。
2）将经过连续逆流浸出得到的浸出液连续加入除杂罐中进行除杂处理；当所述浸出液中的铁离子含量超过0.005mol/L时，加入双氧水至所述浸出液中铁离子含量低于0.001mol/L，当所述浸出液中的镁离子含量超过0.010mol/L时，加入氢氧化钙至所述浸出液中镁离子含量低于0.005mol/L。
3）将经过除杂罐除杂处理后得到的除杂浸出液引入吸收塔中，吸收塔的底部通入含有二氧化碳的烟体，从吸收塔的顶部喷洒低氮浸出液；在微波辐照功率为200~700瓦每升溶液的条件下，生成含有碳酸钙的结晶溶液和结晶反应后的烟气。所述含有二氧化碳的烟体中的二氧化碳含量与所述经过除杂处理得到的浸出液中的钙含量的摩尔比为1~2∶1。
4）将所述含有碳酸钙的结晶溶液在固液分离装置中进行分离处理，得到过滤溶液和碳酸钙产品。将所述过滤溶液返回浸出剂储液罐中循环利用；将所述结晶反应后的烟气送入水洗塔，结晶反应后的烟气经过低氮浸出液水洗后从水洗塔的烟气出口排出，反应后的水洗液通过水洗液分离装置处理后进入水洗塔中循环利用。
所述冶金废渣的粒度小于100μm，冶金废渣的CaO的含量大于20wt%。
所述二氧化碳的烟体是被热交换器进行热交换后的烟气。
所述低氮浸出液的氮摩尔含量小于0.5mol/L。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
本发明根据冶金废渣产生点通常也是二氧化碳集中排放源的特点，提供了一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，同时解决了二氧化碳的排放和冶金废渣的处理问题。本发明通过微波辐照的热效应和非热效应，将冶金废渣中钙的浸出率提高了8%以上，并缩短了浸出时间。采用连续逆流浸出工艺，由于在浸出剂加入端的浸出剂浓度高，从而有利于了钙的浸出率的提高；同时由于在冶金废渣加入端的碱性含钙物相的溶解，使浸出液中钙和氨的含量增加，从而有利于碳酸钙结晶反应的发生。
本发明在浸出反应后增加除杂工艺，能有效地控制高纯度碳酸钙的品质，同时由于该工艺具有缓冲作用，从而有利于调节生产工艺节奏。在结晶反应阶段，在微波场下产生的碳酸钙不仅能满足工业沉淀碳酸钙的要求，并且由于微波能够提高反应的速率、促进结晶沉淀的析出，同时还具有细化、均化结晶的作用，使本发明产生的碳酸钙具有稳定性高，粒度分布集中等特点。
因此，本发明能提高钙的浸出率和利用率，同时也能提高二氧化碳的吸收率，所制备的碳酸钙具有稳定性高和粒度分布集中的特点。
附图说明
图1是本发明的一种工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明工业特点更加清楚，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，然而其只是本发明的部分实施例，并非用以限制本发明的保护范围。
实施例1
一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法。所述方法如图1所示：
1）将3个微波加热设备串联，在微波辐照、30~70℃和搅拌条件下，按液固比为10~30∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐1中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备12和将冶金废渣罐2中的冶金废渣加入第三个微波加热设备9。在最后一个微波加热设备9中反应后的冶金废渣经过1个中间微波加热设备11通过各自连接的泵10依次被送至第一个微波加热设备12，进行连续逆流浸出。
2）将经过连续逆流浸出得到的浸出液连续加入除杂罐3中进行除杂处理；当所述浸出液中的铁离子含量超过0.005mol/L时，加入双氧水至所述浸出液中铁离子含量低于0.001mol/L，当所述浸出液中的镁离子含量超过0.010mol/L时，加入氢氧化钙至所述浸出液中镁离子含量低于0.005mol/L。
3）将经过除杂罐3除杂处理后得到的除杂浸出液引入吸收塔4中，吸收塔4的底部通入含有二氧化碳的烟体，从吸收塔4的顶部喷洒低氮浸出液；在微波辐照功率为200~700瓦每升溶液的条件下，生成含有碳酸钙的结晶溶液和结晶反应后的烟气。所述含有二氧化碳的烟体中的二氧化碳含量与所述经过除杂处理得到的浸出液中的钙含量的摩尔比为1~1.5∶1。
4）将所述含有碳酸钙的结晶溶液在固液分离装置7中进行分离处理，得到过滤溶液和碳酸钙产品。将所述过滤溶液返回浸出剂储液罐1中循环利用；将所述结晶反应后的烟气送入水洗塔5，结晶反应后的烟气经过低氮浸出液水洗后从水洗塔5的烟气出口排出，反应后的水洗液通过水洗液分离装置6处理后进入水洗塔5中循环利用。
所述冶金废渣的粒度小于100μm，冶金废渣的CaO的含量大于20wt%。
所述二氧化碳的烟体是被热交换器8进行热交换后的烟气。
所述低氮浸出液的氮摩尔含量小于0.5mol/L。
实施例2
一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法。本实施例除下述技术参数外，其余同实施例1：
1）将2个微波加热设备串联，在微波辐照、30~70℃和搅拌条件下，按液固比为20~40∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐1中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备12和将冶金废渣罐2中的冶金废渣加入第二个微波加热设备9。在第一个微波加热设备9中反应后的冶金废渣经过泵10被送至第一个微波加热设备12，进行连续逆流浸出。
按液固比为20~40∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐1中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备12和将冶金废渣罐2中的冶金废渣加入最后一个微波加热设备9。
所述含有二氧化碳的烟体中的二氧化碳含量与所述经过除杂处理得到的浸出液中的钙含量的摩尔比为1.5~2∶1。
实施例3
一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法。本实施例除下述技术参数外，其余同实施例1。
1）将4~7个微波加热设备串联，在微波辐照、30~70℃和搅拌条件下，按液固比为25~35∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐1中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备12和将冶金废渣罐2中的冶金废渣加入最后一个微波加热设备9。在最后一个微波加热设备9中反应后的冶金废渣经过2~5个中间微波加热设备11通过各自连接的泵10依次被送至第七个微波加热设备12，进行连续逆流浸出。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
本具体实施方式根据冶金废渣产生点通常也是二氧化碳集中排放源的特点，提供了一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，同时解决了二氧化碳的排放和冶金废渣的处理问题。本具体实施方式通过微波辐照的热效应和非热效应，将冶金废渣中钙的浸出率提高了8%以上，并缩短了浸出时间。采用连续逆流浸出工艺，由于在浸出剂加入端的浸出剂浓度高，从而有利于了钙的浸出率的提高；同时由于在冶金废渣加入端的碱性含钙物相的溶解，使浸出液中钙和氨的含量增加，从而有利于碳酸钙结晶反应的发生。
本具体实施方式在浸出反应后增加除杂工艺，能有效地控制高纯度碳酸钙的品质，同时由于该工艺具有缓冲作用，从而有利于调节生产工艺节奏。在结晶反应阶段，在微波场下产生的碳酸钙不仅能满足工业沉淀碳酸钙的要求，并且由于微波能够提高反应的速率、促进结晶沉淀的析出，同时还具有细化、均化结晶的作用，使本具体实施方式产生的碳酸钙具有稳定性高，粒度分布集中等特点。
因此，本具体实施方式能提高钙的浸出率和利用率，同时也能提高二氧化碳的吸收率，所制备的碳酸钙具有稳定性高和粒度分布集中的特点。

Claims (4)

1.一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，其特征在于所述制备方法是：
1）将2~7个微波加热设备串联，在微波辐照、30~70℃和搅拌条件下，按液固比为10~40∶1(L/Kg)，将浸出剂储液罐（1）中的铵盐溶液加入第一个微波加热设备（12）和将冶金废渣罐（2）中的冶金废渣加入最后一个微波加热设备（9）；在最后一个微波加热设备（9）中反应后的冶金废渣经过0~5个中间微波加热设备（11）通过各自连接的泵（10）依次被送至第一个微波加热设备（12），进行连续逆流浸出；
2）将经过连续逆流浸出得到的浸出液连续加入除杂罐（3）中进行除杂处理；当所述浸出液中的铁离子含量超过0.005mol/L时，加入双氧水至所述浸出液中铁离子含量低于0.001mol/L，当所述浸出液中的镁离子含量超过0.010mol/L时，加入氢氧化钙至所述浸出液中镁离子含量低于0.005mol/L；
3）将经过除杂罐（3）除杂处理后得到的除杂浸出液引入吸收塔（4）中，吸收塔（4）的底部通入含有二氧化碳的烟体，从吸收塔（4）的顶部喷洒低氮浸出液，在微波辐照功率为200~700瓦每升溶液的条件下，生成含有碳酸钙的结晶溶液和结晶反应后的烟气；所述含有二氧化碳的烟体中的二氧化碳含量与所述经过除杂处理得到的浸出液中的钙含量的摩尔比为1~2∶1；
4）将所述含有碳酸钙的结晶溶液在固液分离装置（7）中进行分离处理，得到过滤溶液和碳酸钙产品；将所述过滤溶液返回浸出剂储液罐（1）中循环利用；将所述结晶反应后的烟气送入水洗塔（5），结晶反应后的烟气经过低氮浸出液水洗后从水洗塔（5）的烟气出口排出，反应后的水洗液通过水洗液分离装置（6）处理后进入水洗塔（5）中循环利用。
2.如权利要求1所述的基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，其特征在于所述冶金废渣的粒度小于100μm，冶金废渣的CaO的含量大于20wt%。
3.如权利要求1所述的基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，其特征在于所述二氧化碳的烟体是被热交换器（8）进行热交换后的烟气。
4.如权利要求1所述的基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法，其特征在于所述低氮浸出液的氮摩尔含量小于0.5mol/L。
CN201710309313.9A 2017-05-04 2017-05-04 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法 Pending CN107311111A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710309313.9A CN107311111A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710309313.9A CN107311111A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107311111A true CN107311111A (zh) 2017-11-03

Family

ID=60184766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710309313.9A Pending CN107311111A (zh) 2017-05-04 2017-05-04 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107311111A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114849445A (zh) * 2022-03-22 2022-08-05 孙刚 一种工业固废预处理协同烟气碳捕集的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104854251A (zh) * 2012-08-10 2015-08-19 斯帕斯坦技术有限责任公司 用于将fgd石膏转化为硫酸铵和碳酸钙的方法
CN105197975A (zh) * 2015-10-08 2015-12-30 武汉科技大学 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104854251A (zh) * 2012-08-10 2015-08-19 斯帕斯坦技术有限责任公司 用于将fgd石膏转化为硫酸铵和碳酸钙的方法
CN105197975A (zh) * 2015-10-08 2015-12-30 武汉科技大学 一种利用转炉钢渣制备轻质碳酸钙的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114849445A (zh) * 2022-03-22 2022-08-05 孙刚 一种工业固废预处理协同烟气碳捕集的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101456597B (zh) 用二氧化硫气体浸出软锰矿制备硫酸锰溶液的方法
CN104152687B (zh) 从黑色页岩中提取铝、钒、钼、镍元素无三废排放的生产工艺
CN107012340B (zh) 一种全湿法从硫化砷废渣中提取砷的工艺
CN105219969B (zh) 利用沉钒废水和提钒尾渣提取金属锰的方法
WO2011082507A1 (zh) 一种氰化尾矿浆资源化和无害化处理方法
CN108396158A (zh) 一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法
CN104762474B (zh) 一种由辉钼矿制备钼酸铵的方法
CN106756022A (zh) 一种铜钴矿浸出液的两段低温除铁方法
CN108425010A (zh) 一种酸分解高钼白钨矿提取钨钼的方法
CN104789792B (zh) 一种镍柠檬酸根催化硫代硫酸盐浸金的工艺
CN101787546B (zh) 由钛白废酸制取电解金属锰的方法
CN109055757A (zh) 一种回收电解锰或电解锌的阳极渣中二氧化锰和铅的方法
CN104630469B (zh) 一种联合脱除硫酸锌溶液中有机物和镁离子的方法及其装置
CN108441629A (zh) 一种酸分解黑白钨混合矿制备氧化钨和钨粉的方法
CN101798637A (zh) 一种酸浸提钒残渣的化学脱硫方法
CN109988902B (zh) 一种铁强化赤泥脱碱并分离回收铁的方法
CN103936035A (zh) 一种碳化工艺方法
CN107311111A (zh) 一种基于微波辐照和连续逆流法制备碳酸钙的方法
CN117025983B (zh) 采用超声外场与微气泡联用实现钒铬氧化浸出的方法
CN105600758B (zh) 一种提纯硒的湿法精炼工艺
CN105645482B (zh) 一种氧化亚镍前驱体碳酸镍的合成方法
CN108456785A (zh) 一种利用铜渣脱氯的方法及装置
CN105217859B (zh) 一种气田含硫废水超声复合受控氧化回收单质硫的方法
CN107720790B (zh) 重质碳酸镁的制备方法
CN106435174A (zh) 一种气液乳化法浸铜方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171103