CN205556117U

CN205556117U - 一种阻燃级氢氧化镁的制备装置

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Publication number: CN205556117U
Application number: CN201620360208.9U
Authority: CN
Inventors: 王新军; 刘鹤群; 郭建强; 程云驰; 邹成
Original assignee: Shenyang Xin Bo Industrial Technology Co Ltd
Current assignee: Shenyang Xin Bo Industrial Technology Co Ltd
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2026-04-26

Abstract

一种阻燃级氢氧化镁的制备装置，包括：焙烧单元，消化单元，过滤单元，干燥单元和控制单元；消化单元包括进料口、出料口及滤液进口，过滤单元包括进料口、出料口及滤液出口；焙烧单元出料口与消化单元进料口连接，消化单元出料口与过滤单元进料口连接，过滤单元出料口和干燥单元进料口连接，过滤单元滤液出口与消化单元滤液进口连接；焙烧单元、消化单元、过滤单元、干燥单元均与控制单元连接；采用上述装置，制备方法为：副产品经过焙烧单元的干燥、焙烧；然后经过消化单元的消化；再经过过滤单元的过滤；最后经过干燥单元的干燥，得到阻燃级氢氧化镁。该装置使得产品的附加值增加、产品质量提高、工艺流程简单、项目投资减少、经济效益提高。

Description

一种阻燃级氢氧化镁的制备装置

技术领域

本实用新型属于无机化工技术领域，特别涉及一种阻燃级氢氧化镁的制备装置。

背景技术

氢氧化镁作为一种重要的无机化合物，可广泛应用于塑料等有机体阻燃剂和废水处理等领域。制备氢氧化镁的方法，可大致分为沉淀法和水热法。沉淀法是通过使用可溶性镁盐与碱化学反应制得，其缺点是：环境污染较大、生产成本较高；水热法是利用富镁非金属矿，通过加热分解成活性轻烧氧化镁后再加水消化制得，其缺点是：流程长、投资高、产品质量低。

我国硼矿资源比较丰富，位居世界第四位。硼矿物，大多与镁矿物和铁矿物伴生。硼矿物广泛应用于建材、冶金、化工、轻工、电子、机械等工业。在提取硼化物的同时，产生大量的副产品-碱式碳酸镁和水镁石的混合物，这些混合物是制备氢氧化镁很好的原料。到目前为止，这些混合物以生产低附加值的氧化镁为主。

中国专利号为201010565939.4的“一种采用轻烧氧化镁粉合成片状阻燃级氢氧化镁的制备方法”涉及到了阻燃级氢氧化镁的制备方法。从专利公布的信息看，该方法是用的沉淀法，即：轻烧氧化镁先水化制得氢氧化镁，氢氧化镁再与硫酸反应制取硫酸镁，硫酸镁再与铵反应制得氢氧化镁浆液，经过洗涤过滤后除杂，其缺点为硫酸腐蚀性强，投资高；制得的氢氧化镁无表面改性措施，过滤困难、产品性能难于保证；流程长、基建投资大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有阻燃级氢氧化镁制备技术上的不足，提供一种阻燃级氢氧化镁的制备装置，并提供了一种采用该装置制备阻燃级氢氧化镁的方法，该方法利用硼化工生产过程中产生的副产品——碱式碳酸镁[4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O]和水镁石[Mg(OH)₂]的混合物，产品的附加值增加、产品质量提高、工艺流程简单、项目投资减少、经济效益明显提高。

本实用新型的一种阻燃级氢氧化镁的制备装置，包括以下几个单元：焙烧单元，消化单元，过滤单元，干燥单元和控制单元；消化单元包括进料口、出料口及滤液进口，过滤单元包括进料口、出料口及滤液出口；焙烧单元的出料口与消化单元的进料口连接，消化单元的出料口与过滤单元的进料口连接，过滤单元的出料口和干燥单元的进料口连接，过滤单元的滤液出口与消化单元的滤液进口连接；焙烧单元、消化单元、过滤单元、干燥单元均与控制单元连接；

所述的焙烧单元，用于原料的干燥和焙烧，包括打散烘干机、旋风除尘器、袋式收尘器、排风机、焙烧炉、热旋风除尘器、冷却器和燃烧器，各个设备之间通过载流管道相连；

所述的消化单元，用于焙烧单元来料的消化和改性，包括搅拌反应槽、搅拌改性槽、搅拌储存槽、料浆泵、闪蒸槽、改性剂储槽和计量机，各个设备之间通过载流管道相连；在搅拌反应槽内加水搅拌制成氢氧化镁料浆，在搅拌改性槽加入改性剂可大大降低氢氧化镁的团聚，改善其过滤性能；

所述的过滤单元，用于过滤氢氧化镁浆液的附着水分，包括搅拌槽、进料泵、带式真空过滤机、真空泵、滤饼槽、滤饼输送机、真空受液槽、滤液槽和滤液泵，各个设备之间通过载流管道相连；

所述的干燥单元，用于氢氧化镁浆液的干燥，包括进料装置、打散烘干机、袋式除尘器、排风机、输送机和包装机，各个设备之间通过载流管道相连。

本实用新型的一种阻燃级氢氧化镁的制备方法，采用上述装置，具体包括如下步骤：

步骤1，焙烧：

(1)将硼化工生产过程中产生的副产品，连续喂入焙烧单元打散烘干机，进行干燥，干燥温度为750～900℃，干燥后的物料含水率≤6％；

(2)干燥后的物料，进入焙烧单元的焙烧炉，焙烧温度为750～900℃，焙烧时间为6～60s，制得含活性氧化镁的焙烧物料，通过焙烧单元的冷却器，使活性氧化镁的温度≤100℃；

步骤2，消化：

(1)焙烧物料进入消化单元的搅拌反应槽，加入水，在200～220℃的温度下，搅拌1.5～2h，得到含有氢氧化镁的混合物，其中，按质量比，活性氧化镁∶水＝(1∶3)～(1∶5)；

(2)含有氢氧化镁的混合物进入消化单元的闪蒸槽中闪蒸，制得氢氧化镁浆液，并闪蒸出饱和蒸汽，其中，饱和蒸汽的压力为0.1～0.6MPa，饱和蒸汽的温度为100～158℃；氢氧化镁浆液固含为383.8～432.5g/L，氢氧化镁浆液的温度为100～158℃；

(3)氢氧化镁浆液进入消化单元的搅拌改性槽，加入高级脂肪酸盐改性剂，经0.5～2h的表面改性后，进入消化单元的搅拌储存槽，其中，按质量比，改性剂：氢氧化镁＝1～3％；

步骤3，过滤：

氢氧化镁浆液进入过滤单元的带式真空过滤机，得到滤液和滤饼，其中，滤饼即为氢氧化镁湿料，含附着水为65～70％；

步骤4，干燥：

氢氧化镁湿料，进入干燥单元的打散烘干机，打散烘干机的热源温度为650～800℃，干燥后的氢氧化镁温度为130～160℃，细度100％≤1μm，含水率≤1.0％，即为阻燃级氢氧化镁。

所述的步骤1(1)中，硼化工生产过程中产生的副产品，按质量比，碱式碳酸镁∶水镁石＝(7∶3)～(9∶1)，碱式碳酸镁[4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O]和水镁石[Mg(OH)₂]占副产品的质量百分比之和≥97.5％，附着水为75～82％，有害杂质为TFe≤0.03％、CaO≤0.48％，余量为Al₂O₃，SiO₂，混合物料的细度100％≤1μm。

所述步骤1(2)中，活性氧化镁占总焙烧后物料的质量分数为95.20～96.78％，有害杂质含量TFe为0.04～0.06％，CaO为0.75～0.92％，与碘反应活性值≤90s。

所述步骤2中，高级脂肪酸盐改性剂为硬脂酸钠。

所述步骤3中，带式真空过滤机真空为0.04～0.07MPa，得到的滤液经真空受液槽流入过滤单元的滤液槽，滤液用滤液泵送回步骤2中消化单元的搅拌反应槽，循环利用。

所述步骤4中，阻燃级氢氧化镁，按质量百分比，其MgO含量为65.8～66.9％、CaO为0.75～0.92％、TFe为0.04～0.06％，灼减29.39～29.88％。与现有生产技术相比，本实用新型的有益效果在于：

利用硼化工生产过程中产生的副产品-碱式碳酸镁和水镁石的混合物，具有流程短、投资少、见效快、产品质量好、经济效益好的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的阻燃级氢氧化镁的制备装置的结构原理图；

其中，I、焙烧单元，II、消化单元，III、过滤单元，IV、干燥单元；

a、硼化工生产过程中产生的副产品，b、水，c、改性剂，d、饱和蒸汽，e、滤液，f、阻燃级氢氧化镁；

1、焙烧单元的打散烘干机，2、焙烧单元的焙烧炉，3、焙烧单元的冷却器，4、消化单元的搅拌反应槽，5、消化单元的闪蒸槽，6、消化单元的搅拌改性槽，7、消化单元的搅拌储存槽，8、过滤单元的带式真空过滤机，9、过滤单元的滤液槽，10、干燥单元的打散烘干机。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

以下实施例中，各单元设备均来自市购，主要的设备规格如下：

焙烧单元的主要设备规格：

打散烘干机：Φ1.5×1.2m，1台，处理浆液量8.0t/h，

焙烧炉：Φ1.8m，1台，产能1.4t/h；

消化单元的主要设备规格：

搅拌反应槽：Φ4m×5m，2台，有效容积14m³，

搅拌改性槽：Φ3m×3m，1台，有效容积6.7m³，

搅拌储存槽：Φ3m×3m，1台，有效容积6.7m³，

闪蒸槽：Φ320mm×710mm，1台；

过滤单元的主要设备规格：

带式真空过滤机，过滤面积16m²，1台；

干燥单元的主要设备规格：

打散烘干机：Φ1.5×1.2m，1台，处理浆液量8.0t/h。

上述设备构成的系统，年产阻燃级氢氧化镁为14.5kt。

以下实施例中的阻燃级氢氧化镁的制备装置的结构原理图如图1所示。

实施例1

一种阻燃级氢氧化镁的制备装置，包括以下几个单元：焙烧单元I，消化单元II，过滤单元III，干燥单元IV和控制单元；消化单元II包括进料口、出料口及滤液进口，过滤单元III包括进料口、出料口及滤液出口；焙烧单元I的出料口与消化单元II的进料口连接，消化单元II的出料口与过滤单元III的进料口连接，过滤单元III的出料口和干燥单元IV的进料口连接，过滤单元III的滤液出口与消化单元II的滤液进口连接；焙烧单元I、消化单元II、过滤单元III、干燥单元IV均与控制单元连接；

焙烧单元I，用于原料的干燥和焙烧，包括打散烘干机、旋风除尘器、袋式收尘器、排风机、焙烧炉、热旋风除尘器、冷却器和燃烧器，各个设备之间通过载流管道相连；

消化单元II，用于焙烧单元来料的消化和改性，包括搅拌反应槽、搅拌改性槽、搅拌储存槽、料浆泵、闪蒸槽、改性剂储槽和计量机，各个设备之间通过载流管道相连；在搅拌反应槽内加水搅拌制成氢氧化镁料浆，在搅拌改性槽加入改性剂可大大降低氢氧化镁的团聚，改善其过滤性能；

过滤单元III，用于过滤氢氧化镁浆液的附着水分，包括搅拌槽、进料泵、带式真空过滤机、真空泵、滤饼槽、滤饼输送机、真空受液槽、滤液槽和滤液泵，各个设备之间通过载流管道相连；

干燥单元IV，用于氢氧化镁浆液的干燥，包括进料装置、打散烘干机、袋式除尘器、排风机、输送机和包装机，各个设备之间通过载流管道相连。

一种阻燃级氢氧化镁的制备方法，采用上述装置，具体包括如下步骤：

步骤1，焙烧：

(1)将硼化工生产过程中产生的副产品a，连续喂入焙烧单元的打散烘干机1，进行干燥，干燥温度为800℃，干燥后的物料含水率为5％，其中，硼化工生产过程中产生的副产品a，按质量比，碱式碳酸镁∶水镁石＝7∶3，碱式碳酸镁和水镁石占副产品的质量百分比之和为97.5％，附着水为82％，有害杂质为TFe为0.03％、CaO为0.48％，余量为Al₂O₃，SiO₂，细度100％≤1μm；

(2)干燥后的物料，进入焙烧单元的焙烧炉2，焙烧温度为800℃，焙烧时间为30s，制得含活性氧化镁的焙烧物料，通过焙烧单元的冷却器3，使活性氧化镁的温度≤100℃，其中，活性氧化镁占总焙烧后物料的质量分数为95.2％，有害杂质含量TFe为0.06％，CaO为0.92％，与碘反应活性值90s；

步骤2，消化：

(1)焙烧物料进入消化单元的搅拌反应槽4，加入水b，在210℃的温度下，搅拌2h，得到含有氢氧化镁的混合物，其中，按质量比，活性氧化镁∶水＝1∶4；

(2)含有氢氧化镁的混合物进入消化单元的闪蒸槽5中闪蒸，制得氢氧化镁浆液，并闪蒸出饱和蒸汽d，其中，饱和蒸汽d的压力为0.4MPa、饱和蒸汽的温度为140℃；氢氧化镁浆液固含为412.3g/L、氢氧化镁浆液的温度为140℃；

(3)氢氧化镁浆液进入消化单元的搅拌改性槽6，加入硬脂酸钠改性剂c，经1h的表面改性后，进入消化单元的搅拌储存槽7，其中，按质量比，改性剂：氢氧化镁＝2％；

步骤3，过滤：

氢氧化镁浆液进入过滤单元的带式真空过滤机8，带式真空过滤机真空为0.06MPa，得到滤液e和滤饼，其中，滤饼即为氢氧化镁湿料，含附着水为70％，得到的滤液e经真空受液槽流入过滤单元的滤液槽9，滤液e用滤液泵送回步骤2中消化单元的搅拌反应槽4，循环利用；

步骤4，干燥：

氢氧化镁湿料，进入干燥单元的打散烘干机10，打散烘干机的热源温度为800℃，干燥后的氢氧化镁温度为145℃，细度100％≤1μm，含水率为1.0％，即为阻燃级氢氧化镁f，按质量百分比，阻燃级氢氧化镁f的MgO含量为65.8％、CaO为0.92％、TFe为0.06％，灼减2939％。

Claims

1.一种阻燃级氢氧化镁的制备装置，其特征在于，包括以下几个单元：焙烧单元，消化单元，过滤单元，干燥单元和控制单元；消化单元包括进料口、出料口及滤液进口，过滤单元包括进料口、出料口及滤液出口；焙烧单元的出料口与消化单元的进料口连接，消化单元的出料口与过滤单元的进料口连接，过滤单元的出料口和干燥单元的进料口连接，过滤单元的滤液出口与消化单元的滤液进口连接；焙烧单元、消化单元、过滤单元、干燥单元均与控制单元连接。

2.如权利要求1所述的阻燃级氢氧化镁的制备装置，其特征在于，所述的焙烧单元，包括打散烘干机、旋风除尘器、袋式收尘器、排风机、焙烧炉、热旋风除尘器、冷却器和燃烧器，各个设备之间通过载流管道相连。

3.如权利要求1所述的阻燃级氢氧化镁的制备装置，其特征在于，所述的消化单元，包括搅拌反应槽、搅拌改性槽、搅拌储存槽、料浆泵、闪蒸槽、改性剂储槽和计量机，各个设备之间通过载流管道相连。

4.如权利要求1所述的阻燃级氢氧化镁的制备装置，其特征在于，所述的过滤单元，包括搅拌槽、进料泵、带式真空过滤机、真空泵、滤饼槽、滤饼输送机、真空受液槽、滤液槽和滤液泵，各个设备之间通过载流管道相连。

5.如权利要求1所述的阻燃级氢氧化镁的制备装置，其特征在于，所述的干燥单元，包括进料装置、打散烘干机、袋式除尘器、排风机、输送机和包装机，各个设备之间通过载流管道相连。