一种高视比容氧化镁的生产装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高视比容氧化镁的生产装置及方法。所述生产装置主要包括：原料液过滤器、加热罐、恒温搅拌储罐、调节流量计和射流对撞反应器组成。通过调节对撞射流喷嘴的距离、反应温度、反应浓度，可得到不同形貌和视比容的碱式碳酸镁，经过煅烧获得视比容18ml/g以上的高视比容的氧化镁产品。本生产装置和方法具有操作简单、产品视比容可调控、易于实现批量生产等特点。

A Production Device and Method of Magnesium Oxide with High Visual Specific Volume

The invention relates to a production device and method of high visual specific volume magnesia. The production device mainly comprises a raw material liquid filter, a heating tank, a constant temperature stirring tank, a regulating flowmeter and a jet impingement reactor. By adjusting the distance, reaction temperature and reaction concentration of the impinging jet nozzle, basic magnesium carbonate with different morphology and apparent specific volume can be obtained. Magnesium oxide with high apparent specific volume over 18ml/g can be obtained by calcination. The production device and method have the characteristics of simple operation, adjustable apparent specific volume of products and easy realization of batch production.

【技术实现步骤摘要】
一种高视比容氧化镁的生产装置与方法
本专利技术属于无机非金属材料制备
，涉及一种高视比容氧化镁的生产装置及方法。
技术介绍
以镁矿产资源为原料的产品中碳酸镁和氧化镁的用途极为广泛，是重要的无机化工产品，涉及到医药、食品、粘合剂、橡胶、塑料、陶瓷、耐火材料、冶金、电子等各行业领域，在国民经济中占有重要的地位。每项用途对氧化镁的各项物理化学指标要求不同，总体来说氧化镁的活性与纯度是决定其功能的重要指标。高视比容氧化镁质地蓬松、粒径分布较小且均一、比表面积大，因为其颗粒微细化，外表原子与体相原子的比数份额较大而具有极高的化学活性和物理吸附性能。使得它很容易与高聚物或其它材料复合，是丁基橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶和氟橡胶等常用的促进剂与活化剂。高视比容氧化镁质地蓬松同时具有杰出的光投射性使得它在保温透明橡胶、塑料、玻璃等领域得到很好的应用，广受欢迎。高视比容氧化镁的方法多为碱式碳酸镁煅烧法，及以碱式碳酸镁为中间体通过煅烧得到高视比容氧化镁，反应式如下：xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O====(x+y)MgO+xCO2↑+(y+z)H2O↑碳酸镁经煅烧得到氧化镁，其空间结构框架深深影响着氧化镁的颗粒形貌的形成。高视比容碱式碳酸镁空间结构的蓬松性以414碱式碳酸镁效果最佳。目前生产高视比容碱式碳酸镁的方法主要有白云石碳化法、纯碱法、碳铵法，所应用的反应器设备多为釜式搅拌装置，所生产的产品视比容较低，且粒度分布不均、颗粒粒径较大、活性低，影响了其应用效果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出并设计了高压喷头射流对撞反应器，以纯碱和可溶性镁盐为原料，生产高视比容氧化镁。本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种高视比容氧化镁的生产装置，由过滤器（1）、过滤器（2）、加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）、流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）、射流对撞反应器（9）组成；所述的过滤器（1）和过滤器（2）的底部分别与加热罐（3）、加热罐（4）的顶部连接；所述的加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别与恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部连接；所述的恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的底部分别与流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）的进口管相连；所述的流量调节控制器（7）和流量调节控制器（8）的出口管分别与射流对撞反应器（9）中的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的进口连接；所述的加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部分别与高压氮气压力调节阀（a）相连；所述加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别高于恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部；所述射流对撞反应器（9）由高压射流喷头（10）、高压射流喷头（11）、反应器壳体（12）、内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）、内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）、人孔（17）组成；所述的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）安装在反应器壳体（12）的中心轴线上，两者偏离中心轴线的角度小于0.2°；所述的内壁清洁刷（13）和内壁清洁刷（14）安装在反应器壳体（12）的内部，其刷部紧贴在内壁上；所述的内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）安装在反应器壳体（12）外部中心周位置，分别与内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）直接相连，连动方式为齿轮连动；所述的人孔（17）位于反应器壳体（12）上。优选的，所述加热罐（3）、加热罐（4）的加热方式为蛇管加热方式或夹套加热方式的一种或两种结合，搅拌方式为上下型，扇叶为螺桨式与螺带式的一种。优选的，所述恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的加热方式为外夹套式，搅拌方式为上下型，扇叶为螺桨式与螺带式的一种，分别与加热罐（3）、加热罐（4）的连接进料管的直径大于25mm。优选的，所述反应器壳体（12）直径H为1350~2150mm，H:L=2.5~4，高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的喷口内孔直径为1~3mm，两喷口的距离为10~80mm。一种高视比容氧化镁的生产装置的生产方法，包括如下步骤：步骤1：关闭阀门b1、阀门b2、阀门d1、阀门d2、阀门e1、阀门e2，打开压力调节阀a，调节氮气压力，使恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的压力达到一定压力；开启加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的搅拌和加热系统，达到给定的搅拌转速和设定温度；步骤2：打开过滤器（1）和过滤器（2）进料口阀门g1、g2，打开加热罐（3）和加热罐（4）的进料口阀门c1、c2，通过过滤器（1）向加热罐（3）中加入给定体积和浓度的硫酸镁或氯化镁原料溶液，通过过滤器（2）向加热罐（4）中加入给定体积和浓度的碳酸钠水溶液，并分别加热保持在给定的温度，关闭阀门c1和c2，然后开启阀门b1、阀门b2，分别向加热罐（3）与加热罐（4）充入氮气，并达到与恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）相同的压力；步骤3：开启阀门d1和阀门d2，将加热罐（3）和加热罐（4）中的物料分别流入恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）；步骤4：关闭阀门d1、阀门d2，关闭阀门b1、阀门b2，打开阀门f1和阀门f2，分别将加热罐（3）和加热罐（4）中的氮气排出，使其达到常压；步骤5：保持加热使恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）中的物料维持在给定温度，并保持搅拌状态；将射流对撞反应器中高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的喷口距离调整到给定距离，开启内壁清洁刷（13）和内壁清洁刷（14）；步骤6：打开阀门e1、阀门e2，使恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）中的物料分别通过流量调节控制器（7）和流量调节控制器（8）进入高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11），并调节流量调节控制器（7）和流量调节控制器（8）使两股物料维持在给定的流量；两股物料分别经高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）相向喷出并进行对撞而发生沉淀化学反应；操作过程中，维持恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）中的物料液位在1/3以上，否则重复步骤2、步骤3和步骤4；步骤7：打开阀门h，使反应产物浆料从射流对撞反应器（9）底部流出；若是首次开车操作，则需要取出前部约1~2min废料不作为产品；将所述的反应产物浆料依次经过滤、洗涤、烘干后得到高视比容碱式碳酸镁粉体；步骤8：将所述的高视比容碱式碳酸镁粉体置入煅烧炉，在给定的温度和时间下进行煅烧，得到高视比容氧化镁产品。优选的，所述步骤2中，加热罐（3）中硫酸镁或氯化镁溶液浓度为1.05~1.35mol/L，加热罐（4）中碳酸钠溶液浓度为1.15~1.5mol/L。优选的，所述步骤2中，加热罐（3）、加热罐（4）的温度控制在为66~76℃，步骤5中，恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的温度控制在为66~74℃。优选的，所述步骤1中，调节压力调压阀，使恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的压力控制在0.8~5.0MPa；步骤2中，加热罐（3）、加热罐（4）的压力控制在0.8~5.0MPa。优选的，所述步骤6中，流量控制在10~130L/h。优选的，所述步骤8中，煅烧温度为550~600℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高视比容氧化镁的生产装置，其特征在于，所述生产装置由过滤器（1）、过滤器（2）、加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）、流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）、射流对撞反应器（9）组成；所述的过滤器（1）和过滤器（2）的底部分别与加热罐（3）、加热罐（4）的顶部连接；所述的加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别与恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部连接；所述的恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的底部分别与流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）的进口管相连；所述的流量调节控制器（7）和流量调节控制器（8）的出口管分别与射流对撞反应器（9）中的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的进口连接；所述的加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部分别与高压氮气压力调节阀（a）相连；所述的加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别高于恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部；所述的射流对撞反应器（9）由高压射流喷头（10）、高压射流喷头（11）、反应器壳体（12）、内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）、内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）、人孔（17）组成；所述的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）安装在反应器壳体（12）的中心轴线上，两者偏离中心轴线的角度小于0.2°；所述的内壁清洁刷（13）和内壁清洁刷（14）安装在反应器壳体（12）的内部，其刷部紧贴在内壁上；所述的内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）安装在反应器壳体（12）外部中心轴位置，分别与内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）直接相连，减速连动方式为齿轮连动；所述的人孔（17）位于反应器壳体（12）上。...

【技术特征摘要】
1.一种高视比容氧化镁的生产装置，其特征在于，所述生产装置由过滤器（1）、过滤器（2）、加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）、流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）、射流对撞反应器（9）组成；所述的过滤器（1）和过滤器（2）的底部分别与加热罐（3）、加热罐（4）的顶部连接；所述的加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别与恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部连接；所述的恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的底部分别与流量调节控制器（7）、流量调节控制器（8）的进口管相连；所述的流量调节控制器（7）和流量调节控制器（8）的出口管分别与射流对撞反应器（9）中的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的进口连接；所述的加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部分别与高压氮气压力调节阀（a）相连；所述的加热罐（3）和加热罐（4）的底部分别高于恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的顶部；所述的射流对撞反应器（9）由高压射流喷头（10）、高压射流喷头（11）、反应器壳体（12）、内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）、内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）、人孔（17）组成；所述的高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）安装在反应器壳体（12）的中心轴线上，两者偏离中心轴线的角度小于0.2°；所述的内壁清洁刷（13）和内壁清洁刷（14）安装在反应器壳体（12）的内部，其刷部紧贴在内壁上；所述的内壁清洁刷转动控制器（15）、内壁清洁刷转动控制器（16）安装在反应器壳体（12）外部中心轴位置，分别与内壁清洁刷（13）、内壁清洁刷（14）直接相连，减速连动方式为齿轮连动；所述的人孔（17）位于反应器壳体（12）上。2.根据权利要求1所述的一种高视比容氧化镁的生产装置，其特征在于，所述的加热罐（3）、加热罐（4）的加热方式为蛇管加热方式或夹套加热方式的一种或两种结合，搅拌方式为上下型，扇叶为螺桨式与螺带式的一种。3.根据权利要求1所述的一种高视比容氧化镁的生产装置，其特征在于，所述的恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的加热方式为外夹套式，搅拌方式为上下型，扇叶为螺桨式与螺带式的一种，分别与加热罐（3）、加热罐（4）的连接进料管的直径大于25mm。4.根据权利要求1所述的一种高视比容氧化镁的生产装置，其特征在于，所述的反应器壳体（12）直径H为1250~2200mm，H:L=2.5~5，高压射流喷头（10）和高压射流喷头（11）的喷口内孔直径为0.5~4mm，两喷口的距离为3~100mm。5.利用根据权利要求1所述的一种高视比容氧化镁的生产装置的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：关闭阀门b1、阀门b2、阀门d1、阀门d2、阀门e1、阀门e2，打开压力调节阀a，调节氮气压力，使恒温搅拌储罐（5）和恒温搅拌储罐（6）的压力达到设定压力；开启加热罐（3）、加热罐（4）、恒温搅拌储罐（5）、恒温搅拌储罐（6）的搅拌和加热系统，达到给定的搅拌转速和设定温度；步骤2：打开过滤器（1）和...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永琪，王建臣，刘小熙，曹超文，刘兴，赵风云，刘润静，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13