橋東白云石是鈣鎂碳酸鹽等分子混合的非金屬礦物,主要成分為MgCO3·CaCO3,在中國(guó)儲(chǔ)量豐富且分布范圍較廣,應(yīng)用廣泛。
白云石應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,白云石廣泛用于冶金、化工、建筑及其它工業(yè)。在冶金工業(yè)中主要用途做耐火材料,部分用作熔劑;白云石還可制作含鎂水泥及建筑石材;在化學(xué)工業(yè)中制造鎂化合物;還可做鈣鎂磷肥和顆粒肥料,改造酸性土壤;橡膠、塑料、制藥業(yè)等做填料;玻璃、陶瓷業(yè)做配料,能提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和堅(jiān)固性,增強(qiáng)陶瓷光澤性等;白云石還是制取金屬鎂的原料等。
作為一種極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值、可多項(xiàng)開(kāi)發(fā)利用的非金屬礦產(chǎn)資源,堅(jiān)持白云石精細(xì)加工、高效合理利用具有重要意義。發(fā)改委2020年印發(fā)“西部地區(qū)鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)目錄”,在西部地區(qū)新增鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)(西部地區(qū)鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)目錄)中非金屬礦產(chǎn)業(yè)在貴州省提出白云石精細(xì)加工及綜合開(kāi)發(fā)利用。
鈣、鎂系列產(chǎn)品在生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)、建設(shè)領(lǐng)域起著重要的作用。其中氫氧化鎂作為一種重要的化工原料,被應(yīng)用于無(wú)機(jī)阻燃劑和環(huán)保等領(lǐng)域。而不同形貌的碳酸鈣可以作為添加劑應(yīng)用到不同的領(lǐng)域。因此,利用白云石制備高品質(zhì)氫氧化鎂和碳酸鈣對(duì)于提高白云石的利用價(jià)值具有重要意義。
白云石中鈣鎂分離方法
分離鈣和鎂,制備鈣鎂產(chǎn)品是白云石應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題。目前主要分離白云石的方法有酸解法、碳化法、銨浸法和鹵水-白云石法。
銨浸法
銨浸法是將白云石灰經(jīng)過(guò)煅燒之后得到的輕燒白云石灰為原料,與蒸餾水按照一定比例消化之后,再將銨鹽作為浸取劑,浸出白云石其中的鈣鎂離子。因?yàn)殇@鹽是酸性溶液,加熱的情況下可以與白云石灰反應(yīng),得到精制后的鈣鹽和鎂鹽。其中鎂鹽可以在通入NH3的情況下生成氫氧化鎂沉淀,鈣鹽可以和CO2生成碳酸鈣沉淀,從而達(dá)到鈣鎂分離的目的。
特點(diǎn):操作比較簡(jiǎn)單,反應(yīng)相對(duì)于比較溫和,可有效提取分離白云石中的鈣鎂元素,提取率比較高,制得的鈣鎂產(chǎn)品純度高,形貌多,對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。
碳化法
白云石碳化法工藝原理:
特點(diǎn):工藝簡(jiǎn)易,成本比較低,且生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品碳酸鈣可銷售,有收益價(jià)值,可減少成本,還可以順便解決廢渣的排放問(wèn)題。但是因?yàn)楫a(chǎn)品碳酸鈣中含有較多的鎂成分,影響純度,不能完全的達(dá)到鈣,鎂分離的結(jié)果,而且產(chǎn)生的碳酸鎂沉淀長(zhǎng)時(shí)間存于設(shè)備內(nèi)也會(huì)影響傳熱,使分解重鎂水時(shí)的溫度無(wú)法達(dá)到初始的預(yù)期,浪費(fèi)能量,所以也有自身一定的缺陷。
鹵水-白云石法
在特定的溫度下,向鹵水(MgCl2)中滴加一定濃度的白云石(Ca(OH)2、Mg(OH)2)去制備氫氧化鎂,將得到的懸浮液經(jīng)過(guò)過(guò)濾,干燥,最終得到Mg(OH)2粉體,濾液可以通過(guò)繼續(xù)反應(yīng)生成CaCO3。
特點(diǎn):工藝成本低且污染比較小,而且可以充分利用到鹵水和白云石灰中的鈣、鎂資源,使白云石中的鈣鎂徹底分離,缺點(diǎn)是副產(chǎn)大量難以回收的氯化鈣。
因?yàn)槊糠N工藝各有優(yōu)缺點(diǎn),所以在每種方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)利益,學(xué)者對(duì)各個(gè)工藝提出了改進(jìn),以制備高品質(zhì)氫氧化鎂和碳酸鈣。以白云石為原料,采用先提鈣再提鎂的兩步分離法用氯化銨溶液實(shí)現(xiàn)白云石中鈣鎂元素的基本分離,將得到的富鈣消化液在CaCl2-NH3-CO2反應(yīng)體系下實(shí)現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)球霰石和文石碳酸鈣的受控合成,為低品位的白云石轉(zhuǎn)化為高附加值的化工產(chǎn)品增加了更多的可能。
以白云石為原料,采用煅燒-蒸氨-沉淀的方法分別制備氫氧化鎂和碳酸鈣。在蒸氨過(guò)程中,硝酸銨溶液可以有效地將輕燒白云石灰中的鈣鎂提取到溶液中,鈣、鎂的轉(zhuǎn)化率分別為93.28%和83.71%;在制備氫氧化鎂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),反應(yīng)溫度50°C時(shí)更適合制備粒度完整、分布均勻的六方片狀氫氧化鎂產(chǎn)品;在制備碳酸鈣實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)控制實(shí)驗(yàn)條件可以制備出形貌、粒度、晶型可控的纖維碳酸鈣產(chǎn)品。