白云石碳化法制取轻质镁盐的新工艺

黄石理工学院毕业论文目录1.工艺介绍....................................................................................21.1工艺原理..........................................21.2工艺流程..........................................21.3工艺流程图........................................31.4工艺控制指标.......................................42.新工艺特点分析.........................................................................52.1工艺特点..........................................52.2技术优势..........................................63.产品用途及行业分析..................................................................73.1三种产品主要用途...................................73.1.1活性氧化镁....................................83.1.2超细含镁碳酸钙................................83.1.3轻质碳酸镁....................................83.2目前行业状况.......................................83.2.1轻质氧化镁行业................................83.2.2轻质碳酸镁行业................................93.2.3超细碳酸钙行业...............................104.致谢.........................................................................................115.参考文献..................................................................................11黄石理工学院毕业论文1白云石碳化法制取轻质镁盐的新工艺汪建力（黄石理工学院，应用化工技术，435000）摘要：目前中国以白云石为原料生产二镁一钙（碳酸镁，氧化镁，含镁碳酸钙）工艺设备分为3种：传统工艺及设备；连续喷雾和菌帽塔二级碳化工艺及设备；气烧立窑、新型组合式碳化工艺及设备、二级干燥、旋流动态煅烧生产活性氧化镁联产纳米级含镁碳酸钙（含活性）。从工艺原理、工艺流程及设备全面分析比较3种工艺设备优缺点，进一步说明第三种工艺在中国属领先水平，应进一步推广与应用。关键词：白云石；碳化法；工艺；行业；用途LightweightmagnesiumdolomitecarbonizationlegaltakesalttechniquesWangJianli（Huangshiinstituteoftechnology，Applicationchemicaltechnology，435000）Abstract：AtpresentChinadolomiteasrawmaterialtoproducetwomagnesiumacalcium(magnesiumcarbonate,magnesiumoxide,includingmagnesiumcarbonate)processequipmentisdividedintothreekinds:Thetraditionalprocessandequipment;Forsprayandbacteriacaptowertechnologyandequipment;secondarycarbonationGasburnshaftkiln,newcombined-typecarbonizationprocessandequipment,two-stagedrying,dynamichydrocyclonecogenerationcalcinedproductionactivitywithmagnesiumnanoscalemagnesiumcarbonate(includingactivity).Fromitsprinciple,processflowandequipmentcomprehensivelyanalyzingadvantagesanddisadvantagescomparedthreetechnicalequipment,furtherexplainedthethirdkindoftechnologybelongtotheleadinglevelinChina,weshouldfurtherpopularizationand黄石理工学院毕业论文2application.Keywords：Dolomite;Carbonization;process;industry;use1.工艺介绍1.1工艺原理本工艺以白云石为原料，经煅烧、消化、碳化、热解、分离、干燥、镁煅烧等工序生产活性氧化镁（含工业氧化镁）、超细含镁碳酸钙（含活性）、轻质碳酸镁系列产品。本工艺的理论依据：白云石煅烧工序的化学反应式：2332COCaOMgOCaCOMgCO白云灰消化工序的化学反应式：222Ca(OH)Mg(OH)O2HCaOMgO碳化工序的化学反应式：OHCaCO)Mg(HCO3COCa(OH)Mg(OH)2323222热解工序的化学反应式：22232236COO5HMg(OH)4MgCOOH)5Mg(HCO镁煅烧的化学反应式：222234COO6H5MgOO5HMg(OH)4MgCO1.2工艺流程首先，一定粒度的白云石与一定比例的白煤经立窑顶部加入窑内，进行白云石煅烧反应。从立窑下部卸出白云灰，经筛选送入双搅槽式化灰机，由热水槽加水进行消化，消化好的灰乳，经振动筛除渣后，进入粗灰乳中间槽，再经三级旋液分离器精制后，进入精浆槽，加水调整浓度后待碳化用。黄石理工学院毕业论文3三级旋液分离器分离出的渣液，流入渣浆槽，经渣液分离器回收其中的钙、镁后，浆液流入粗灰乳中间槽，废渣液排出。立窑顶部抽出窑气经二级除尘降温脱硫后，经罗茨鼓风机，进入活塞压缩机加压后，送入碳化塔，进行碳酸化反应。由热解器分解出来的二氧化碳气体经冷却塔、气液分离器后进入缓冲罐与二氧化碳气混合，一并进入活塞压缩机升压。精浆液从一级碳化塔上部进入喷嘴，雾化的浆液自上而下与二氧化碳气逆流接触，进行碳化反应，进入下一级碳化塔，直至达到碳化终点，经钙高压聚丙烯隔膜压滤机得到含镁碳酸钙滤饼和重镁液，滤液从预热解器顶部进入。滤饼经皮带运输机、送入带式钙干燥机经干燥分离得到超细含镁碳酸钙产品。滤液经连续管式热解器热解[1]，重镁液分解得到轻质碳酸镁悬浊液，经镁压滤机压滤得到的滤饼，送入镁干燥机干燥，一部分送去粉碎得到轻质碳酸镁产品；另一部分进入旋流动态煅烧窑煅烧，轻质碳酸镁分解，制取活性氧化镁，经分级包装得到活性氧化镁产品。滤液回收用于消化、一次压滤的滤饼水化等。1.3工艺流程图工艺流程简图见图1-1黄石理工学院毕业论文4图1-1白云石碳化法生产活性氧化镁联产纳米级含镁碳酸钙（含活性）生产工艺流程1.4工艺控制指标矿石矿物主要为白云石，呈粉白色，白色颗粒状、粒状变晶结构。矿石化学成分：主要为CaO、MgO、2SiO、2CO，少量32OAl、32OFe，微量的3SO、52OP、FeO、MnO、OH3、2TiO等。矿体CaO平均含量约30％，MgO平均含量约21％，2SiO含量平均小于1％，32OAl、32OFe含量极低，符合熔剂用白云岩要求。(1)消化岗位槽式化灰机波美度控制在6-7白云灰进料量~2t/h，（生烧过烧率＜10%），反应温度＞90℃，灰乳进精浆槽（V0311bc）加冷水调浓至5波美度（Be＇）左右，循环冷却。灰乳进精浆槽B.C加冷水调浓至5波美度（Be＇）左右，控制调浓后温度＜30℃。一级碳化塔进料量20m3/h，温度＜30℃，浓度5波美度（Be＇）左右。(2)碳化岗位一级碳化塔进料量~20m3/h，温度＜30℃，浓度5波美度（Be＇）左右。黄石理工学院毕业论文5一级碳化塔液位8000~10000mm。二级碳化塔进料浓度4波美度（Be＇）左右，补加冷水~6.0m3/h，总进料量~26m3/h。二级碳化塔内液位8000~10000mm。三级碳化塔进料浓度4.5-5.5波美度（Be＇），补加~18℃冷水~12m3/h，总进料量~38m3/h。三级碳化塔内，液位8000~10000mm。（液位有波动）三级碳化出料泵的出料量根据液位情况进行调节。（考虑板框进料流量由快变慢的特性）三级碳化塔窑气入口温度＜40℃，入口压力~0.3MPa。（入塔压力据一、二、三级碳化塔液位波动）(3)热解岗位预热解器液位800~1200mm。热解器反应温度70℃~80℃，热解器液位~1200mm。热解液中间储槽液位~1500mm。水环真空泵压力~－0.06MPa。(4)板框压滤岗位钙压滤机一般进料压力打到0.5Mpa，0.5Mpa压力压榨30分钟。镁压滤机一般进料压力打到0.5Mpa，0.3-0.5Mpa压力压榨10分钟。(5)干燥岗位钙干燥机进风温度200-250℃挤条机频率20Hz一、二、三层网带频率分别161410镁干燥机进风温度200-230℃挤条机频率20Hz一、二、三网带频率分别161412具体指标需要根据物料特性进行调整。2.新工艺特点分析2.1工艺特点黄石理工学院毕业论文6本工艺采用河北科技大学研制成功的“以白云石为原料生产超细含镁碳酸钙，联产轻质碳酸镁新工艺、新产品[2]”改进后的工业化成果，与传统工艺相比，具有以下特点：(1)以新型组合式碳化工艺取代间歇式鼓泡碳化法。提高了生产效率及镁的回收率，增加了超细含镁碳酸钙新产品，充分利用白云石资源，变废为宝，降低了生产成本，既提高了经济效益，又保护了环境；(2)以连续管式热解器代替传统的间歇压力罐热解，具有连续进料，蒸汽供需稳定，操作简单、方便，产品质量稳定，碳酸氢镁转化率高，废镁水含镁量少，热解设备投资可降低80%左右，并采用低温热解工艺，使其综合能耗降低30％左右；(3)采用高压聚丙烯隔膜压滤机，滤饼中水份可降低10%，节能效果明显；(4)以新型高效带式串干燥机干燥代替传统的隧道窑干燥，具有连续生产、节能、热效率高、物料回收率高，工作环境卫生、清洁、无污染，膏状物料直接干燥成需求粒度的粉状成品，可省去粉碎和筛分工序等优点；(5)本工艺设置干法活化处理工序，可根据需要进行干法表面活化处理，以保证超细含镁碳酸钙产品的系列化；(6)采用新型旋流动态煅烧设备，利用洁净燃烧气为热源，具有工艺设备先进，能量可以综合利用，操作环境好，无污染，产品质量稳定，可连续运转，生产能力大，能耗低等优点；(7)本工艺采用能量分级利用，综合回收利用，即碳酸镁煅烧尾气用于碳酸镁干燥，干燥尾气用于热解，使综合能耗降低30％以上；综上所述，结合当地自然条件，选择国内首创工艺、先进设备，技术成熟可靠。2.2技术优势（1）资源自合利用目前国内碳化工艺从操作方式分主要有两种：其一为间歇鼓泡式碳化法。该法因设备简单、操作方便，属传统工艺被大多数厂家采用，此法气－液接触差，碳化度及粒径不易控制，含镁碳酸钙粒径大，镁含量高，只能作低级保温材料或废弃，因而轻质碳酸镁产品原料消耗大，成本高，经济效益差，同时废渣