一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法技术

本发明专利技术提供了一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法，包括如下步骤：将含镁矿与盐酸混合进行酸浸，得到酸浸液；将酸浸液与氧化剂混合进行氧化反应，固液分离，得到氯化镁溶液；将氯化镁溶液浓缩后喷雾造粒，得到低水合氯化镁物料；将低水合氯化镁物料进行流态化热解，得到粗氧化镁和热解尾气；用含镁矿浆料吸收所述热解尾气中的氯化氢，得到吸收浆料和剩余尾气，吸收浆料返回进行氧化反应；所述粗氧化镁经后处理得到高纯氧化镁。所述方法能够生产纯度大于99％的高纯氧化镁产品；生产过程中产生的氯化氢气体可直接用含镁矿浆料完全吸收，循环利用，实现了闭环生产；采取流态化热解技术，生产过程热效率高，节约了能源，降低了生产成本。

A method of producing high purity Magnesium Oxide from magnesite as raw material

The invention provides a method for producing high purity Magnesium Oxide with magnesite as raw material, including the following steps: mixing magnesium ore and hydrochloric acid in acid soaking, obtaining acid extract, mixing acid soak with oxidizing agent for oxidation, separating solid liquid and obtaining magnesium chloride solution, and concentrating the solution of magnesium chloride after spray granulation. The low hydrated magnesium chloride material has been fluidized and pyrolyzed to obtain the crude Magnesium Oxide and the pyrolysis tail gas. The absorption of the slurry and the residual tail gas is obtained by absorbing the hydrogen chloride in the pyrolytic tail gas with the magnesite slurry, and the slurry is returned to the oxidation reaction. The crude Magnesium Oxide is treated by the post-processing of high purity oxidation. Magnesium. This method can produce high purity Magnesium Oxide products with purity of more than 99%. The hydrogen chloride produced in the production process can be absorbed directly with magnesite slurry, recycling and closed loop production. By using fluidized pyrolysis technology, the thermal efficiency of production process is high, energy source is saved and production cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法
本专利技术属于无机化工
，涉及一种生产高纯氧化镁的方法，尤其涉及一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法。
技术介绍
我国菱镁矿保有储量31亿吨，约占世界总储量的30％，菱镁矿资源主要集中于辽宁省南部的大石桥、海城、宽甸、山东莱州等地。我国菱镁矿资源的储量、产量和出口量目前均居世界首位。目前，我国菱镁矿年开采量超千万吨，其用途主要是通过在不同温度下煅烧生产轻烧、重烧、死烧、电熔镁砂等氧化镁产品。由于煅烧过程并不能脱除原料矿中的杂质，提高产品纯度，因此，煅烧生产的氧化镁产品的纯度与菱镁矿原料的品位和纯度有着直接关系。高纯度、高品位的菱镁矿原料煅烧后可以得到纯度较高的氧化镁产品；纯度不高的菱镁矿原料煅烧后，只能获得中、低档氧化镁产品；更低纯度的菱镁矿甚至没有开发价值，作为固体废物堆积和抛弃。因此，低品位矿的精深加工和提高纯度对菱镁矿资源的综合利用具有重要现实意义。提高低品位菱镁矿原料纯度的方法包括物理方法和化学方法。物理法通过重选法、热选法、磁选法或者浮选法等物理方法提高低品位菱镁矿的纯度，然后通过煅烧生产氧化镁产品。与化学方法相比较，物理方法很难将低品位菱镁矿的纯度提高到较高水平，因此煅烧得到的依然是普通氧化镁产品。化学法主要通过化学反应，提高菱镁矿的品质，对低品位菱镁矿进行深加工，进而得到高纯度、高质量含镁化合物产品。以菱镁矿为原料生产氧化镁的化学方法主要有碳化法、氨法、纯碱法、碳铵法等。碳化法是将菱镁矿煅烧、水化后的氢氧化镁乳液与CO2气体反应生成碳酸氢镁沉淀，碳酸氢镁高温煅烧后得到氧化镁产品。氨法、纯碱法、碳铵法等方法是将菱镁矿酸浸后，酸浸液与氨、纯碱、碳铵等沉淀剂反应，生成氢氧化镁或者碳酸镁沉淀中间体，煅烧沉淀中间体则得到氧化镁产品。以上诸多生产高纯氧化镁的化学工艺存在的缺陷在于要么氧化镁产品纯度不高，要么生产成本较高，对企业缺乏吸引力。CN105197968A公开了一种低水合氯化镁生产高纯氧化镁联产工业浓盐酸的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将低水合氯化镁固体物料在流化床热解炉中进行流态化热解，经气固分离后得到粗氧化镁和热解尾气；(2)将粗氧化镁冷却后进行后处理，得到高纯氧化镁；(3)热解尾气用于制备工业浓盐酸。但是，所述方法没有涉及菱镁矿酸浸液氧化处理；尾气中的氯化氢组分需要冷却、两级降膜吸收制备浓盐酸和尾气净化后才能排放，工艺流程较长，操作较复杂。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法，所述方法能够将低价值的菱镁矿深加工成纯度大于99％的高价值的高纯氧化镁产品，并且所述方法工艺流程简单，污染尾气排放量少，无机酸消耗量较少，成本低。本专利技术如无特殊说明，所述高纯氧化镁是指纯度大于99wt％的氧化镁，所述纯度是指用质量百分含量表示的纯度。所述粗氧化镁是指经流态化热解后、含有部分可溶盐组分的氧化镁。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种生产高纯氧化镁的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将含镁矿与盐酸混合进行酸浸，得到酸浸液；(2)将酸浸液与氧化剂混合进行氧化反应，之后，固液分离，得到氯化镁溶液；(3)将氯化镁溶液浓缩后喷雾造粒，得到低水合氯化镁物料；(4)将低水合氯化镁物料进行流态化热解，得到粗氧化镁和热解尾气；(5)用含镁矿浆料吸收所述热解尾气，得到吸收浆料和剩余尾气，所述吸收浆料返回步骤(2)进行氧化反应；(6)所述粗氧化镁经后处理得到高纯氧化镁；其中，步骤(5)和步骤(6)无先后顺序。本专利技术提供了一种以含镁矿(特别是低品位菱镁矿)为原料，经过酸浸、酸浸液氧化除杂、蒸发浓缩喷雾造粒、低水合氯化镁流态化热解、含镁矿浆料吸收热解尾气中的氯化氢、以及粗氧化镁的水洗、焙烧等工艺步骤，生产纯度大于99％的高纯氧化镁的方法。步骤(1)所述含镁矿选自低品位菱镁矿、高品位菱镁矿或由菱镁矿直接煅烧生产的高活性氧化镁中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如低品位菱镁矿与高品位菱镁矿，低品位菱镁矿与高活性氧化镁，低品位菱镁矿、高品位菱镁矿与高活性氧化镁。所述方法可以低品味、低纯度的菱镁矿为原料进行生产。所述高活性氧化镁是指吸碘值为120-180mg/g的氧化镁。优选地，步骤(1)所述含镁矿与盐酸进行酸浸前还进行粉碎处理，以提高菱镁矿原料的活性。步骤(1)所述酸浸反应的温度为50-100℃，如55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或95℃等。以高活性氧化镁为原料时，可不用加热至50-100℃。优选地，步骤(1)所述含镁矿中的镁元素与盐酸中氯元素的摩尔比大于1:2，以保证含镁矿过量，盐酸完全反应。步骤(2)所述氧化剂的加入量依据原料中铁杂质含量确定，所述氧化反应是为了将酸浸液中的亚铁氧化为三价铁。优选地，步骤(2)所述氧化剂选自双氧水。步骤(2)所述反应过程中进行搅拌，以使反应加速，并且反应完全。优选地，步骤(2)所述反应后先静置再进行固液分离，所述静置的目的是为了使得杂质完全沉淀。优选地，所述静置的时间为5-60min，如8min、10min、12min、15min、18min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min等。步骤(3)所述喷雾造粒的温度不高于200℃，如200℃、190℃、180℃或170℃等。以避免氯化镁水合物发生水解。通过上述浓缩和喷雾造粒得到低水合氯化镁物料相对于蒸发结晶制备低水合氯化镁物料过程稳定、得到的产品质量稳定。优选地，步骤(3)所述低水合氯化镁物料的粒径小于0.5mm，如0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm或0.05mm等。所述蒸发浓缩和喷雾造粒是为了生产特定粒径的低水合氯化镁粉状颗粒物料。优选地，步骤(3)所述低水合氯化镁物料为含有1-3个结合水的氯化镁物料，如含有1.2个、1.5个、2个、2.5个或2.8个结合水的氯化镁物料，优选为含有2个结合水的氯化镁物料。步骤(4)所述流态化热解的温度为600-800℃，如620℃、650℃、680℃、700℃、720℃、750℃、780℃或790℃等，优选为650-750℃。所述流态化热解是为了将低水合氯化镁在高温下发生热解反应，生成氧化镁固体物料并释放出氯化氢气体。优选地，步骤(4)所述流态化热解在流化床热解炉中进行。所述流化床热解炉由燃烧室、流化床、旋风分离器、旋风预热系统、旋风冷却系统、布袋除尘器和粉状物料卸料器等部件构成。优选地，步骤(4)所述流态化热热解的停留时间为2-30min，如2.5min、3min、5min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、23min、25min或28min等。步骤(4)所述热解尾气主要包含空气、氮气、二氧化碳、水蒸气和氯化氢气体，温度约为200℃。步骤(5)所述含镁矿浆料的浓度为1000-2500kg/m3，如1100kg/m3、1300kg/m3、1500kg/m3、1700kg/m3、1800kg/m3、2000kg/m3、2200kg/m3或2400kg/m3等，优选为1800-2200kg/m3。优选地，步骤(5)所述含镁矿浆料选自低品位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将含镁矿与盐酸混合进行酸浸，得到酸浸液；(2)将酸浸液与氧化剂混合进行氧化反应，之后，固液分离，得到氯化镁溶液；(3)将氯化镁溶液浓缩后喷雾造粒，得到低水合氯化镁物料；(4)将低水合氯化镁物料进行流态化热解，得到粗氧化镁和热解尾气；(5)用含镁矿浆料吸收所述热解尾气，得到吸收浆料和剩余尾气，所述吸收浆料返回步骤(2)进行氧化反应；(6)粗氧化镁经后处理得到高纯氧化镁；其中，步骤(5)和步骤(6)无先后顺序。

【技术特征摘要】
1.一种以菱镁矿为原料生产高纯氧化镁的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将含镁矿与盐酸混合进行酸浸，得到酸浸液；(2)将酸浸液与氧化剂混合进行氧化反应，之后，固液分离，得到氯化镁溶液；(3)将氯化镁溶液浓缩后喷雾造粒，得到低水合氯化镁物料；(4)将低水合氯化镁物料进行流态化热解，得到粗氧化镁和热解尾气；(5)用含镁矿浆料吸收所述热解尾气，得到吸收浆料和剩余尾气，所述吸收浆料返回步骤(2)进行氧化反应；(6)粗氧化镁经后处理得到高纯氧化镁；其中，步骤(5)和步骤(6)无先后顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含镁矿选自低品位菱镁矿、高品位菱镁矿或由菱镁矿直接煅烧生产的高活性氧化镁中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述含镁矿与盐酸进行酸浸前还进行粉碎处理。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸浸反应的温度为50-100℃；优选地，步骤(1)所述含镁矿原料中的镁元素与盐酸中氯元素的摩尔比大于1:2。4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，依据原料中铁杂质含量确定步骤(2)所述氧化剂的加入量；优选地，步骤(2)所述氧化剂选自双氧水。5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述反应过程中进行搅拌；优选地，步骤(2)所述反应后先静置再进行固液分离；优选地，所述静置的时间为5-60min。6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述喷雾造粒的温度不高于200℃；优选地，步骤(3)所述低水合氯化镁物料的粒径小于0.5mm；优选地，步骤(3)所述低水合氯化镁物料为含有1-3个结合水的氯化镁物料，优选为含有2个结合水的氯化镁物料。7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述流态化热解的温度为600-...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢旭晨，闫岩，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11