專利名稱：銨鹽循環(huán)法高純MgO、Mg(OH)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬無機化工品生產(chǎn)技術，具體說是銨鹽循環(huán)法MgO、Mg(OH)2、MgCO3生產(chǎn)技術。
(二)技術背景所有反應早已有之，但整體上查無先例。為適應循環(huán)經(jīng)濟、資源綜合利用，清潔生產(chǎn)大潮流，運用離子交換吸附化學凈化后殘留雜質(zhì)離子，可簡易、低成本獲高純Mg2+液，尤其同日申請另一專利“雙循環(huán)復分解沉淀反應器”的引入，使母液濃度大增，回收硫銨母液循環(huán)用成為盈利之舉。傳統(tǒng)MgO、Mg(OH)2、MgCO3生產(chǎn)中高耗能，高耗酸堿，鈣等雜質(zhì)難低成本除凈三大予盾基本消除，革新不大，但為我鎂鹽大國走向鎂鹽強國打下了技術基礎。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明工藝是①以輕燒MgO為Mg源，要求含MgO≥80～90％即可，焙燒白云石、水鎂石獲MgO也可，與硫酸銨液混合，要求(MgO+CaO)比硫酸銨摩爾比高一點(1.5％)，(NH4)2SO4濃度最好600g/L左右為好，制成礦漿，加熱到80～85℃，泵入蒸氨塔，塔底控制140～145℃間，塔頂80～85℃間，蒸出NH3氣，冷水回收再生氨水，或與爐氣回收凈化CO2反應得再生(NH4)2CO3液供循環(huán)用，蒸氨后礦漿放出，加絮凝劑聚丙烯酰胺及動物膠8～12g/m3，保溫靜置12h，精濾上清液得化學凈化MgSO4液；②因蒸氨后礦漿殘留過量之Mg(OH)2在渣中，PH＞9，F(xiàn)e、Ca、Al、Mn、硅酸、重金屬難溶解，濾液可自然凈化，但此Mg2+液制成MgO純度最好只95～97％間；③精濾MgSO4液經(jīng)離子交換凈化，用磺酸基陽離子交換樹脂D001×7型，其對陽離子交換勢順序是Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Pb2+＞Ag2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Mn2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞Li+，可看出由Fe3+＞Al3+＞Ba2+到Zn2+其中包括危害大的Al3+、Fe3+、Ca2+、Mn2+在內(nèi)可一次除凈；小規(guī)?？梢离s質(zhì)總量選定樹脂用量裝網(wǎng)籃內(nèi)，浸入靜態(tài)離子交換凈化槽內(nèi)，作相對運動，促快速凈化，液體雜質(zhì)殘量低于要求時可取出網(wǎng)籃；對大規(guī)?？捎秒x子交換柱(塔)，將化學凈化Mg2+液反復泵過離子換柱，至液體雜質(zhì)殘量低于要求為止，可得高純Mg2+液，交換柱流出液發(fā)現(xiàn)含Ca2+達穿透濃度時，應停止交換，對樹脂再生，再生方法常規(guī)，不贅述。應用離子交換凈化Mg2+液，對已經(jīng)化學凈化之Mg2+再深度凈化，應清楚化學凈化后Mg2+中雜質(zhì)元素總量僅為Mg2+量的百分之三、四，其中因Mg(OH)2過量下又加動物膠，F(xiàn)e3+、Fe2+、A13+、H2SiO3等早已水解到10-6濃度以下，精密過濾后濾液中殘留甚微，而硫酸鹽液中，Ba2+、Pb2+、Sr2+水溶也極微量，余下量較大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響大的僅Ca2+、Mn2+為主才是離子交換凈化的主要清除對象；B元素，因用輕燒MgO作原料，燒制溫度700～800℃間，B早已氣化分離，在此難化驗到，故本發(fā)明用離子交換樹脂量，耗再生劑量均很少，成本特低，而純度很高，凈化效果特好，經(jīng)離子交換凈化鹽液，可稱為高純凈化液-----這里“高純”專指不影響反應后獲高純產(chǎn)品而言。Na+可洗去，NH4+可氣化分離，不在雜質(zhì)內(nèi)，陰離子交換凈化也類似，不贅述。獲高純MgSO4液應含MgSO4≥2.6mol/L，主要雜質(zhì)凈化達標；④碳酸氫銨，氨水絮凝劑及溫水制成含(NH4)2CO3≥3.3mol/L，溫度52±3℃溶液，精濾后再過D001×7陽離子交換樹脂吸除Ca、Mg、Fe離子，得高純(NH4)2CO3液；⑤將高純MgSO4液與15％氨水，或3.3mol/L(NH4)2CO3液，按MgSO4∶NH3·H2O等于1∶2.2或MgSO4∶(NH4)2CO3＝1∶1.05泵入雙循環(huán)復分解沉淀反應器，用MgSO4母液稀釋10～20倍循環(huán)反應，得Mg(OH)2↓或MgCO3↓及含(NH4)2SO4≥200g/L母液，回收Mg(OH)2↓或MgCO3↓，純水洗凈，干燥后為高純Mg(OH)2、MgCO3產(chǎn)品，兩產(chǎn)品入爐熱解均可得高純MgO，純度可達99.5～99.95％到更純；⑥得母液(NH4)2SO4≥200g/L，加硫酸調(diào)PH≈7±0.5間，多效濃縮到(NH4)2SO4≥600g/L，返回①步循環(huán)用；⑦用氯化銨、硝酸銨替代硫酸銨方法相似，不贅述；只是輕燒鎂用白云石、水鎂石替代時，溶液含Ca2+高，在GaCl2、Ca(NO3)2液中脫Ca2+，可加入MgSO4稍過量，使Ca2+以CaSO4↓沉淀后，殘余水溶Ca2+再過離子交換凈化；BaCl2、Ba(NO3)2、SrCl2、Sr(NO3)2高也可先加MgSO4除Ba、Sr再離子交換凈化；若用鹽田產(chǎn)MgCl2，含K+、Na+高可用丙烯酸類樹脂凈化，它在鹵化鹽液中交換勢Li+＞Na+＞K+，可優(yōu)先吸除Na+、K+；鹽田Mg2+液，含有機質(zhì)高，可加強氧化劑O3除之；有不知名異種有機物影響質(zhì)量，一般過活性炭柱吸附后，可改善質(zhì)量。
權利要求
本發(fā)明內(nèi)容中①以輕燒MgO為Mg源，要求含MgO≥80～90％即可，焙燒白云石、水鎂石獲MgO也可，與硫酸銨液混合，要求(MgO+CaO)比硫酸銨摩爾比高一點(1.5％)，(NH4)2SO4濃度最好600g/L左右為好，制成礦漿，加熱到80～85℃，泵入蒸氨塔，塔底控制140～145℃間，塔頂80～85℃間，蒸出NH3氣，冷水回收再生氨水，或與爐氣回收凈化CO2反應得再生(NH4)2CO3液供循環(huán)用，蒸氨后礦漿放出，加絮凝劑聚丙烯酰胺及動物膠8～12g/m3，保溫靜置12h，精濾上清液得化學凈化MgSO4液；②因蒸氨后礦漿殘留過量之Mg(OH)2在渣中，PH＞9，F(xiàn)e、Ca、Al、Mn、硅酸、重金屬難溶解，濾液可自然凈化，但此Mg2+液制成MgO純度最好只95～97％間；③精濾MgSO4液經(jīng)離子交換凈化，用磺酸基陽離子交換樹脂D001×7型，其對陽離子交換勢順序是Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Pb2+＞Ag2+＞Sr2+＞Ca2+＞Ni2+＞Mn2+＞Cd2+＞Cu2+＞Co2+＞Zn2+＞Mg2+＞K+＞Na+＞Li+，可看出由Fe3+＞Al3+＞Ba2+到Zn2+其中包括危害大的Al3+、Fe3+、Ca2+、Mn2+在內(nèi)可一次除凈；小規(guī)?？梢离s質(zhì)總量選定樹脂用量裝網(wǎng)籃內(nèi)，浸入靜態(tài)離子交換凈化槽內(nèi)，作相對運動，促快速凈化，液體雜質(zhì)殘量低于要求時可取出網(wǎng)籃；對大規(guī)模可用離子交換柱(塔)，將化學凈化Mg2+液反復泵過離子換柱，至液體雜質(zhì)殘量低于要求為止，可得高純Mg2+液，交柱流出液發(fā)現(xiàn)含Ca2+達穿透濃度時，應停止交換，對樹脂再生，再生方法常規(guī)，不贅述。應用離子交換凈化Mg2+液，對已經(jīng)化學凈化之Mg2+再深度凈化，應清楚化學凈化后Mg2+中雜質(zhì)元素總量僅為Mg2+量的百分之三、四，其中因Mg(OH)2過量下又加動物膠，F(xiàn)e3+、Fe2+、Al3+、H2SiO3等早已水解到10-6濃度以下，精密過濾后濾液中殘留甚微，而硫酸鹽液中，Ba2+、Pb2+、Sr2+水溶也極微量，余下量較大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響大的僅Ca2+、Mn2+為主才是離子交換凈化的主要清除對象；B元素，因用輕燒MgO作原料，燒制溫度700～800℃間，B早已氣化分離，在此難化驗到，故本發(fā)明用離子交換樹脂量，耗再生劑量均很少，成本特低，而純度很高，凈化效果特好，經(jīng)離子交換凈化鹽液，可稱為高純凈化液-----這里“高純”專指不影響反應后獲高純產(chǎn)品而言。Na+可洗去，NH4+可氣化分離，不在雜質(zhì)內(nèi)，陰離子交換凈化也類似，不贅述。獲高純MgSO4液應含MgSO4≥2.6mol/L，主要雜質(zhì)凈化達標；④碳酸氫銨，氨水絮凝劑及溫水制成含(NH4)2CO3≥3.3mol/L，溫度52±3℃溶液，精濾后再過D001×7陽離子交換樹脂吸除Ca、Mg、Fe離子，得高純(NH4)2CO3液；⑤將高純MgSO4液與15％氨水，或3.3mol/L(NH4)2CO3液，按MgSO4∶NH3·H2O等于1∶2.2或MgSO4∶(NH4)2CO3＝1∶1.05泵入雙循環(huán)復分解沉淀反應器，用MgSO4母液稀釋10～20倍循環(huán)反應，得Mg(OH)2↓或MgCO3↓及含(NH4)2SO4≥200g/L母液，回收Mg(OH)2↓或MgCO3↓，純水洗凈，干燥后為高純Mg(OH)2、MgCO3產(chǎn)品，兩產(chǎn)品入爐熱解得高純MgO，純度可達99.5～99.95％到更純；⑥得母液(NH4)2SO4≥200g/L，加硫酸調(diào)PH≈7±0.5間，多效濃縮到(NH4)2SO4≥600g/L，返回①步循環(huán)用；⑦用氯化銨、硝酸銨替代硫酸銨方法相似，不贅述。本發(fā)明中應用離子交換法和引入雙循環(huán)復分解沉淀反應器后得高純Mg2+液，同時獲高濃母液，可低成本回收再生硫酸銨，碳酸銨循環(huán)用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，此工藝屬首創(chuàng)，應受知識產(chǎn)權保護。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無機化工品生產(chǎn)技術，具體說是銨鹽循環(huán)法高純MgO、Mg(OH)
文檔編號C01F5/20GK101016160SQ20061004176
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權日2006年2月9日
發(fā)明者朱作遠 申請人:朱作遠