一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，它包括菱鎂礦經(jīng)煅燒、消化、除鈣、除硅鋁、過濾、洗滌和干燥等過程，可使氫氧化鎂硅鋁含量降至0.1%，氫氧化鎂含量達98%以上。本發(fā)明專利技術工藝將氫氧化鎂顆粒生長過程和除硅鋁過程有機結合。產(chǎn)品可直接用于阻燃劑等領域，也可進一步加工生產(chǎn)工業(yè)氧化鎂、電工級氧化鎂、輕質碳酸鎂等其它高附加值的含鎂產(chǎn)品。本發(fā)明專利技術工藝具有流程簡單，除硅鋁效果好，能耗低，污染小，氫氧化鎂產(chǎn)品純度高等優(yōu)點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于礦物加工和無機化工
具體涉及到以菱鎂礦為原料，經(jīng)化學加工過程除去其中的鈣、硅、鋁，制取高純氫氧化鎂材料的生產(chǎn)工藝。
技術介紹
目前，國內(nèi)菱鎂礦儲存豐富，總保有儲量30億噸，居世界第一位，它是金屬鎂和鎂質材料的重要原料，近年來由于對鎂質材料需求量的迅速增加及對鎂質材料質量要求越來越高，菱鎂礦的開發(fā)速度迅猛增加，使礦山開發(fā)的合理性遭到破壞，存在對高品質菱鎂礦過度開采使用，優(yōu)質資源數(shù)量不斷減少，另一方面，市場對高純度鎂質材料的需求量卻在迅速增加。如何利用低品位菱鎂礦或尾礦制備高質量的鎂質產(chǎn)品是一個亟待解決的問題，是鎂質化工材料的生產(chǎn)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。 低品位菱鎂礦的利用均為經(jīng)煅燒后生成氧化鎂繼續(xù)反應得以再利用。低品位菱鎂礦產(chǎn)地不同各物質含量也不同，但是雜質的種類基本相同，菱鎂礦的雜質主要含有鈣，硅及鋁，鈣以碳酸鈣的形式存在，硅以二氧化硅的形式存在，鋁以氧化鋁的形式存在，氧化鋁和二氧化硅是菱鎂礦生產(chǎn)鎂質化工產(chǎn)品中酸不溶物主要存在形式，這些物質的存在將直接影響到氧化鎂和氫氧化鎂產(chǎn)品的純度和對其酸不溶物的要求。對于除鈣工藝專利CN102126734A做了詳細的說明。CN101219800專利將菱鎂礦粉在800 1200°C下煅燒，制備氧化鎂；將氧化鎂與硫酸或者硝酸反應制備可溶性鎂鹽(硫酸鎂或硝酸鎂)溶液并調節(jié)體系的pH值為3 9 ;將反應后的漿料過濾，將濾液與堿(可以是氫氧化鈉和氨水)反應，控制工藝條件，制備粒度為納米級、形狀為片狀的氫氧化鎂漿料；將漿料陳化、過濾、洗滌、干燥、打散制得納米級氫氧化鎂產(chǎn)品。CN1401573A專利描述了由菱鎂礦聯(lián)合生產(chǎn)硫酸鎂，碳酸鎂及氫氧化鎂產(chǎn)品的方法，以菱鎂礦煅燒后的氧化鎂粉為原料，氧化鎂與硫酸銨溶液混合，加入工業(yè)硫酸進行酸溶及蒸氨反應，得到的硫酸鎂溶液與反應中生成的氨水反應得到氫氧化鎂產(chǎn)品。CN1868952A專利描述了以菱鎂礦為原料生產(chǎn)氫氧化鎂，將原料放在傳統(tǒng)的碳化窯爐里煅燒成氧化鎂，再將氧化鎂制成漿料，漿料在碳化塔碳化制得碳酸鎂，再經(jīng)98%的酸溶液酸解，最后加入氨鹽水生成氫氧化鎂。文獻《輕金屬》2007年第一期報道“低品位菱鎂礦選礦脫硅技術研究”。該文獻描述提出了低品位菱鎂礦選礦脫硅“一次磨細-正浮選”的工藝。通過進行磨礦細度條件試驗、碳酸鈉用量試驗、捕收劑、分散劑品種與組合試驗、粗選浮選時間試驗，Si02含量從11. 77%降至 2. 15%, MgO 回收率 46. 55%。以上專利和文獻對以菱鎂礦為原料制備制備鎂質化工產(chǎn)品時，除硅鋁的方法主要有酸溶法、碳化法和浮選法等；酸溶法為將菱鎂礦經(jīng)煅燒進行酸解處理，采用的酸為硫酸或鹽酸，利用氧化鋁及氧化硅與酸的反應性能差，經(jīng)過濾達到了硅鋁去除的目的；碳化法是利用菱鎂礦煅燒得到的氧化鎂經(jīng)水化反應，得到的氫氧化鎂漿料與窯氣(二氧化碳)反應，實現(xiàn)鎂鹽與硅鋁雜質的分離；第三種情況采用浮選法脫除雜質；酸解法對硅鋁的脫除率較高，其缺點是需要大量的酸，并且流程復雜，另外酸的儲存和運輸也帶來一定安全問題；碳化法對硅鋁的脫除率高，但存在過程復雜，工藝流程長，生產(chǎn)成本高的問題；浮選法要經(jīng)過多次浮選過程，但除硅鋁效果不理想，達不到工業(yè)氫氧化鎂國標中對酸不溶物質量要求。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術為解決現(xiàn)在技術中的問題，提供一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，它具有產(chǎn)品純度高、工藝簡單、能耗低等優(yōu)點。本專利技術的思路是，將菱鎂礦在一定溫度下煅燒，生成輕燒氧化鎂粉，將輕燒氧化鎂粉與一定溫度的水進行消化反應生成氫氧化鎂粗漿液，向漿液中加入除硅鋁劑(可溶性性堿類)，使二氧化硅和氧化鋁與其反應生成可溶性的硅酸 鹽和鋁酸鹽而進入溶液，漿液過濾后得到氫氧化鎂濾餅和含硅和鋁鹽的溶液，從而實現(xiàn)菱鎂礦中硅和鋁的脫除和分離。氫氧化鎂濾餅經(jīng)洗滌干燥得到酸不溶物小于O. 2%，氫氧化鎂含量大于98%以上的氫氧化鎂產(chǎn)品。整個過程涉及到的化學反應如下MgCO3 — MgCHCO2 Mg0+H20 — Mg (OH) 2 ISi02+Na0H — Na2SiO3Al203+2Na0H — 2NaA102本專利技術采用以下技術方案予以實現(xiàn)本專利技術一種菱鎂礦除硅鋁工藝，它包括以下步驟a、菱鎂礦煅燒將菱鎂礦破碎至60 80mm，在馬弗爐中煅燒，溫度控制在700 1050°C，煅燒時間I 10h，制得輕燒氧化鎂粉。b、將所述輕燒氧化鎂粉與水混合進行消化反應，生成含氫氧化鎂的漿液。所述消化反應的水溫度50 95°C，水與輕燒氧化鎂粉的質量比為2 10:1，消化時間為O. 5 4小時；然后進行除鈣處理。C、向所述步驟b所得漿液中加入除硅、鋁的物質即脫除劑，混合后打入反應釜，反應溫度120°C 190°C，反應時間O. 5 4小時，除硅鋁物質的加入量為輕燒氧化鎂中硅鋁摩爾數(shù)總和的2 10倍。d、將上述步驟c除硅鋁后的漿料進行過濾，得到氫氧化鎂濾餅和含硅鋁鹽的溶液，將濾餅用水洗滌，用水量為濾餅重量的2 10倍。e、將洗滌后的濾餅在110_150°C干燥2 5小時，得到酸不溶物小于O. 2%、氫氧化鎂含量大于98%的氫氧化鎂產(chǎn)品。所述脫除劑即除硅、鋁的物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀其中的一種或其混合物。優(yōu)選的，所述步驟b中，水與輕燒氧化鎂粉的質量比為5:1，消化反應的水溫度為70 75 。優(yōu)選的，所述步驟c中反應溫度為170 175°C，最佳反應溫度為170°C。優(yōu)選的，所述的除硅鋁物質的加入量為輕燒氧化鎂中含有的氧化硅和氧化鋁摩爾數(shù)總和的5倍。優(yōu)選的，所述的一種菱鎂礦除硅鋁工藝，它具體包括以下步驟將重量為300g的菱鎂礦破碎至60 80mm，放入馬弗爐中煅燒，溫度控制在1050°C，煅燒時間6小時，得輕燒氧化鎂粉；將輕燒氧化鎂粉與水混合進行消化反應，生成含氫氧化鎂的漿液，所述消化反應的水溫度70°C，水與輕燒氧化鎂粉的質量比為5:1，消化時間為2小時；然后進行除鈣處理；將上述步驟所得的氫氧化鎂漿液加入脫除劑氫氧化鈉，按照輕燒氧化鎂中含有的氧化硅和氧化鋁摩爾數(shù)總和的5倍加入80. 7克氫氧化鈉，混合后打入反應釜,控制溫度170 175°C，反應時間I. 5小時，將反應后的漿液經(jīng)過濾，用I. 2L水洗滌，在120°C干燥3小時，得氫氧化鎂產(chǎn)品。本專利技術與現(xiàn)有技術相比具有以下顯著的優(yōu)點 (I)脫除菱鎂礦中硅鋁雜質效果明顯，脫除率可達98. 8%。經(jīng)過菱鎂礦經(jīng)煅燒、消化、除鈣、除硅鋁、過濾、洗滌和干燥等過程，可使氫氧化鎂硅鋁含量降至O. 1%，氫氧化鎂含量達98%以上。(2)為氫氧化鎂的顆粒長大提供了好的生長環(huán)境，降低了表面極性，顆粒不易團聚。得到了低表面積，氫氧化鎂產(chǎn)品的分散性好，尤其適合作為阻燃劑使用。(3)它具有產(chǎn)品純度高、工藝簡單、能耗低等優(yōu)點。附圖說明圖I為本專利技術使用氫氧化鈉為脫除劑得到的氫氧化鎂SEM圖。圖2為本專利技術使用氫氧化鈉為脫除劑得到的氫氧化鎂XRD圖。圖3為本專利技術使用氫氧化鉀為脫除劑得到的氫氧化鎂SEM圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的詳細說明。圖I為本專利技術使用氫氧化鈉為脫除劑得到的氫氧化鎂SEM圖。圖2為本專利技術使用氫氧化鈉為脫除劑得到的氫氧化鎂XRD圖。圖2中a為標準譜圖，b為樣品譜圖。圖3為本專利技術使用氫氧化鉀為脫除劑得到的氫氧化本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，其特征是，它包括以下步驟：a、菱鎂礦煅燒：將菱鎂礦破碎至60～80mm，在馬弗爐中煅燒，溫度控制在700～1050℃，煅燒時間1～10h，制得輕燒氧化鎂粉；b、將所述輕燒氧化鎂粉與水混合進行消化反應，生成含氫氧化鎂的漿液。所述消化反應的水溫度50～95℃，水與輕燒氧化鎂粉的質量比為2～10:1，消化時間為0.5～4小時；然后進行除鈣處理；c、向所述步驟b所得漿液中加入脫除劑即除硅、鋁的物質，混合后打入反應釜，反應溫度120℃～190℃，反應時間0.5～4小時，除硅鋁物質的加入量為輕燒氧化鎂中硅鋁摩爾數(shù)總和的2～10倍；d、將上述步驟c除硅鋁后的漿料進行過濾，得到氫氧化鎂濾餅和含硅鋁鹽的溶液，將濾餅用水洗滌，用水量為濾餅重量的2～10倍；e、將洗滌后的濾餅在110？150℃干燥2～5小時，得到酸不溶物小于0.2%、氫氧化鎂含量大于98%的氫氧化鎂產(chǎn)品。

【技術特征摘要】
1.一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，其特征是，它包括以下步驟 a、菱鎂礦煅燒將菱鎂礦破碎至60 80mm，在馬弗爐中煅燒，溫度控制在700 1050°C，煅燒時間I 10h，制得輕燒氧化鎂粉； b、將所述輕燒氧化鎂粉與水混合進行消化反應，生成含氫氧化鎂的漿液。所述消化反應的水溫度50 95°C，水與輕燒氧化鎂粉的質量比為2 10: 1，消化時間為O. 5 4小時；然后進行除鈣處理； C、向所述步驟b所得漿液中加入脫除劑即除硅、鋁的物質，混合后打入反應釜，反應溫度120°C 190°C，反應時間O. 5 4小時，除硅鋁物質的加入量為輕燒氧化鎂中硅鋁摩爾數(shù)總和的2 10倍； d、將上述步驟c除硅鋁后的漿料進行過濾，得到氫氧化鎂濾餅和含硅鋁鹽的溶液，將濾餅用水洗滌，用水量為濾餅重量的2 10倍； e、將洗滌后的濾餅在110-150°C干燥2 5小時，得到酸不溶物小于O.2%、氫氧化鎂含量大于98%的氫氧化鎂產(chǎn)品。2.權利要求I所述的一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，其特征是，所述脫除劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰、碳酸鈉、碳酸鉀其中的一種或其混合物。3.權利要求I所述的一種菱鎂礦除硅鋁生產(chǎn)氫氧化鎂的工藝，其特征是，所述步驟b中水與輕燒氧化鎂粉的質量比為5:1。4.權利...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉潤靜，胡永其，趙華，趙風云，位凱娜，張振昌，
申請(專利權)人：河北科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：