[发明专利]一种制备轻质氧化镁和氧化钙的方法及其用于制备钙镁复合膨胀剂的应用

说明书

本发明公开了一种利用白云石分别制备轻质氧化镁和氧化钙的方法及其用于制备钙镁复合膨胀剂的应用。所述制备轻质氧化镁和氧化钙的方法，是利用白云石煅烧分解过程中碳酸镁和碳酸钙分解温度差异性以及物料重量的差异性，一步法实现氧化镁和氧化钙有效分离，分别制备得到轻质氧化镁和轻质氧化钙。使用前述轻质氧化钙和前述轻质氧化镁制备获得钙镁复合膨胀剂。本发明一方面解决了钙镁复合膨胀剂中镁质膨胀组分轻质氧化镁原料产地限制问题，另一方面解决了钙镁复合膨胀剂中钙质膨胀组分游离氧化钙水化反应速率太快、有效膨胀效能偏小的问题，优化了白云石直接煅烧生产钙镁复合膨胀剂的膨胀历程，开辟了一条制备钙镁复合膨胀剂的新途径。

技术领域

本发明涉及白云石煅烧分解技术，特别涉及一种利用白云石分别制备轻质氧化镁和氧化钙的方法及其用于制备钙镁复合膨胀剂的应用。

背景技术

白云石是碳酸镁和碳酸钙的复盐，分子式为CaMg(CO₃)₂，主要成分为氧化镁、氧化钙、SiO₂、Fe₂O₃，平均含量分别为21.29％、30.42％、0.78％、0.13％。我国白云石资源分布广泛，保有储量为82.2亿吨，产地遍布全国各地，辽宁、内蒙古、山西、河南、河北、江苏、安徽、湖南、湖北、四川、重庆、福建、浙江等地都有大型白云石矿床。

目前白云石主要用来生产轻质氧化镁和钙盐。

轻质氧化镁为无机化工领域产品，主要用于冶金、冶炼、高级镁砖、耐火材料及保湿材料的制造，还广泛用于橡胶、橡胶板、橡胶制品、医药行业、食品行业、塑料板材促进剂、玻璃钢的增塑剂及硅钢片的表面涂层油漆、纸张生产、钢球磨光、皮革处理、绝缘材料、油脂、染料、陶瓷、干燥剂、树脂、阻燃剂等。

钙盐作为白云石生产轻质氧化镁的副产物，根据生产工艺的不同，主要有碳酸钙、硫酸钙以及氯化钙等。碳酸钙可用于水泥生产、烟气脱硫和建筑施工等领域；硫酸钙可用于建筑石膏领域，氯化钙可用于采矿、石油勘探、环境保护等领域。

现有的利用白云石制备轻质氧化镁的方法多是白云石碳酸化法，其方法是先将白云石(Ca氧化镁(CO₃)₂)煅烧分解成氧化镁和氧化钙，然后加水消化制得Mg(OH)₂及Ca(OH)₂，然后用二氧化碳碳酸化得到碳酸氢镁和碳酸钙，除去碳酸钙后母液经热解得到碱式碳酸镁，再经850℃-900℃煅烧，制得轻质氧化镁。这种方法工艺流程长，设备庞大，脱水时间长，能耗高，生产能力小，工艺操作控制难度大，副产品碳酸钙利用价值低。若将此副产物碳酸钙煅烧制备轻质氧化钙，必将耗费大量的能源，不具备经济合理性。

随着我国工业技术的发展创新和人们环保意识的增强，对矿产资源的有效地开发和利用越来越加重视。市场对高品质镁化合物的需求将会逐年增大，而我国的菱镁矿，及卤水资源分布区域有限，但白云石的分布区域广，蕴藏量丰富，白云石的综合利用对我国的镁资源开发有着重要的现实意义。在利用白云石中镁资源的同时，如何有效利用白云石中的钙资源，是白云石综合利用的重要研究方向。

发明内容

本发明克服现有技术中白云石分解制备轻质氧化镁过程中钙镁分离过中存在的工艺复杂、能耗高、副产品经济价值低的不足之处，提供一种工艺简单、生产能耗低、产品经济价值高的一种利用白云石分别制备轻质氧化镁和氧化钙的方法。并在此方法的基础上进一步制备成钙镁复合膨胀剂。

本发明所述利用白云石分解制备轻质氧化镁和氧化钙的方法，是利用白云石煅烧分解过程中碳酸镁和碳酸钙分解温度差异性以及分解后物料重量的差异性，在悬浮反应塔内根据负压风选原理，一步法即可实现氧化镁和氧化钙有效分离，分别制备得到轻质氧化镁和轻质氧化钙，简化了工艺流程，显著降低了生产能耗，节省了生产成本，提高了轻质氧化镁和轻质氧化钙的市场竞争力，为白云石的综合应用扩展了方向。

本发明所述悬浮反应塔由上下两层煅烧带组成，中间设有气流分选机隔开。