專利名稱：氯化銨循環(huán)法由電石渣和鹽湖氯化鎂生產(chǎn)氫氧化鎂和氯化鈣的制作方法
氯化銨循環(huán)法由電石渣和鹽湖氯化鎂生產(chǎn)氫氧化鎂和氯化鈣
發(fā)明名稱
氯化銨循環(huán)法由電石渣和鹽湖氯化鎂生產(chǎn)氫氧化鎂和氯化鈣 1技術(shù)領(lǐng)域
工業(yè)廢棄物再利用領(lǐng)域。
本發(fā)明為充分利用電石渣和鹽湖氯化鎂，從兩個(gè)方面設(shè)計(jì)綜合開發(fā)利用的工藝 第一，氯化銨循環(huán)法制氫氧化鎂；第二，副產(chǎn)物氯化鈣的回收。背景技術(shù)：

一、產(chǎn)品介紹
電石渣是電石法制乙炔過程中產(chǎn)生的廢棄物。每消耗It電石，要產(chǎn)生1. 5tz左右的電石渣。電石渣的主要成分是Ca(OH)2，其含量高達(dá)85%以上，由于電石渣含的雜質(zhì)量較多，成分又比較復(fù)雜，從而使電石渣不能得到高值利用。
傳統(tǒng)的鹽湖鹵水資源開發(fā)多以鉀鹽為主，每年排放的氯化鎂資源達(dá)1500萬(wàn)t以上，主要以低附加值的水氯鎂石產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售，年產(chǎn)量?jī)H在30萬(wàn)t左右。大量鎂鹽一般采取遠(yuǎn)距離排放方式排回鹽湖，至今仍然沒有形成大規(guī)模的商業(yè)開發(fā)利用，甚至造成了鹽湖成 分變化而成“鎂害”。加快鹽湖鎂資源的綜合利用，尤其是制備具有高附加值的鎂系產(chǎn)品對(duì)實(shí)現(xiàn)鹽湖資源的合理利用具有重要意義。
目前報(bào)道的利用鹵水制氫氧化鎂的方法主要有三種鹵水-燒堿法，鹵水-石灰乳法，鹵水-氨水法。這三種方法中以鹵水-氨水法生產(chǎn)的氫氧化鎂產(chǎn)品質(zhì)量最高。但是鹵水-氨水法的氨利用率較低。吳湘峰等以鹽湖提鉀母液苦鹵為原料，經(jīng)純化處理后，以工業(yè)氨水為沉淀劑，采用直接沉淀法在常溫條件下制得了粒徑較小且分布均勻、分散性良好的片狀氫氧化鎂粉體材料。產(chǎn)品粒徑在500nm左右且分布均勻，分散性較好，熱解溫度在 340-480°C之間。段瑛鋒，袁建軍等通過對(duì)通氨反應(yīng)時(shí)間、攪拌速率、陳化溫度和陳化時(shí)間等幾個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)研究，確定鹵水通氨制備氫氧化鎂最適宜工藝條件為氨氣流量O. 3m3/h, 攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min時(shí)，通氨反應(yīng)30min后，反應(yīng)完成液在50°C水浴中陳化35min。鎂轉(zhuǎn)化率比較穩(wěn)定。郭淑元，張雨山等鹵水氨法合成濾餅狀氫氧化鎂的最適宜條件是反應(yīng)溫度為 20°C時(shí)反應(yīng)40min，升溫至70°C陳化60min，氨水的滴加量比鹵水中鎂離子所需的理論消耗量高出65% (摩爾比)左右，所制得的濾餅狀氫氧化鎂產(chǎn)品較好，鎂離子的轉(zhuǎn)化率達(dá)95% 以上。
陳寶月等的專利申請(qǐng)(CN03112355. 4 一種制取改性氫氧化鎂的技術(shù))公開了一種制取改性氫氧化鎂的技術(shù)。確定了合理的鹵水氨水物料比為1: O. 9-0. 95，確定了合理的反應(yīng)溫度38 0C -42 °C和反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)_5小時(shí)，在生成的氫氧化鎂中，加入選擇的改性劑-硅烷偶聯(lián)劑等1. 5-3%，再經(jīng)洗滌、過濾、干燥、粉碎，制得合格的改性氫氧化鎂成品。李國(guó)祥等的申專利申請(qǐng)(CN02107661.8氨全循環(huán)法生產(chǎn)氫氧化鎂和氧化鎂的工藝)，其工藝為含MgO原料和銨液調(diào)漿后入萃取蒸餾塔下部進(jìn)行萃取反應(yīng)并行蒸餾，產(chǎn)生的氨和水汽蒸至塔中部將氨提濃后進(jìn)入塔上部，經(jīng)銨液預(yù)熱器和冷凝器而入增壓器作為合成反應(yīng)原料。塔下排出鎂液經(jīng)分離除雜質(zhì)后與增壓器來的氨進(jìn)行合成制得Mg(OH)2，焙燒后 MgO ；由Mg (OH) 2分離的銨液作為萃取液循環(huán)使用。山東?；瘓F(tuán)有限公司的專利申請(qǐng)(CN 01127343. 7 一步法生產(chǎn)氫氧化鎂的方法)，將含有氯化鎂的鹵水與氨水按照氯化鎂與游離氨的摩爾比為1:1. 3-2. O的比例混合，并使混合物在攝氏45度-90度的環(huán)境中反應(yīng)5-30 分鐘，將反應(yīng)液經(jīng)過過濾、洗滌、干燥、粉碎后得到固體氫氧化鎂。宋云華等的專利申請(qǐng)(CN 01141787. O 一種納米氫氧化鎂阻燃材料制備新工藝)，利用老鹵水或菱鎂礦得到的精制氯化鎂溶液和工業(yè)氨水或氨氣為原料，或者利用硫酸鎂溶液和工業(yè)氨水或氨氣為原料，采用超重力(旋轉(zhuǎn)填充床)技術(shù)，利用液-液相反應(yīng)或氣-液相反應(yīng)方式，制備納米氫氧化鎂阻燃材料。徐久軍等的專利申請(qǐng)(CN200810010336.0液氨氨水雙聯(lián)沉淀高純氫氧化鎂的方法)，以水氯鎂石為原料、以氨和氨水為沉淀劑連續(xù)生產(chǎn)高純氫氧化鎂的方法，經(jīng)處理后的水氯鎂石配制成O. 5mol/L 4. 5mol/L溶液，反應(yīng)初期沉淀劑由氨氣提供，然后沉淀劑由反應(yīng)產(chǎn)物氯化銨分解回收的氨水提供，氨氣補(bǔ)充余量，反應(yīng)過程連續(xù)進(jìn)行，也可間斷進(jìn)行?？梢垣@得粒度在10微米-100微米之間、純度在99% -99. 999%之間的氫氧化鎂。產(chǎn)物氯化銨采用加堿分解、真空射流吸氨回收氨氣、制備氨水并循環(huán)利用。.
發(fā)明內(nèi)容
3.1氯化銨循環(huán)法制氫氧化鎂
主要生產(chǎn)工藝包括將電石渣經(jīng)過高溫加熱處理和粉磨，鹽湖氯化鎂經(jīng)過溶解、過濾除去水不溶物，濾液再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶提純2-3次，將提純的氯化鎂配制成一定濃度的氯化鎂溶液。將預(yù)處理后的過量電石渣和一定濃度的氯化銨溶液在85-100°C下反應(yīng)，將生成的氨氣通入一定濃度的氯化鎂溶液中，反應(yīng)一定時(shí)間后，生成白色的氫氧化鎂沉淀，沉淀經(jīng)過陳化、離心、洗滌、干燥、粉碎等工序即得氫氧化鎂產(chǎn)品。
3. 2氯化銨循環(huán)利用和副產(chǎn)物氯化鈣的回收
過濾氫氧化鎂鎂后的濾液經(jīng)過加熱，產(chǎn)生的氨氣直接通入氯化鎂溶液中參加反應(yīng)，濃縮后的濾液中含有濃度較高的氯化銨，該氯化銨溶液經(jīng)濃縮后重新加入處理好的電石渣中反應(yīng)，從而形成氯化銨的循環(huán)利用。采取在密閉容器中反應(yīng)，可以完全解決氨氣對(duì)環(huán)境的污染問題，氯化銨也會(huì)有較高的循環(huán)率。
過量電石渣與氯化銨反應(yīng)完全后的濾液中含有大量的氯化鈣，由于濾液呈堿性， 其他離子如Fe2+、Cu2+、Mg2+等不溶于濾液中，濾液中只有含量較高的氯化鈣。將過量電石渣漿體過濾，濾液經(jīng)過脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎等工序即得工業(yè)級(jí)氯化鈣。
具體實(shí)施方式
4.1氯化銨循環(huán)法制氫氧化鎂
電石渣經(jīng)100_105°C干燥2_3h，再利用球磨機(jī)球磨或粉碎機(jī)粉碎為細(xì)度通過100 目以上篩子備用。取一定量的鹽湖含水MgCl2，加入適量蒸餾水加熱至沸溶解、趁熱減壓抽濾、濾液濃縮降溫結(jié)晶，少量冷蒸餾水洗滌結(jié)晶2-3次，得到純化氯化鎂。將重結(jié)晶后的 MgCl2配制成濃度為2. 0-2. 5mol -Γ1的MgCl2溶液備用。取處理好的過量電石渣與NH4Cl (摩爾比在1. 05 2-1.2 2間)在85-95°C下反應(yīng)制NH3，按照NH4Cl與MgCl2的摩爾比值為 5. O來制備NH3。將NH3直接或是先儲(chǔ)存在氨氣罐中然后再通入20-30°C的MgCl2溶液中，保溫，攪拌40-60min，生成白色Mg (OH) 2沉淀，常溫陳化2_3h，離心后，用蒸餾水洗滌，洗至濾液中無(wú)Cl—為止(滴加AgNO3溶液無(wú)明顯沉淀)，在90-105°C干燥3_4h，再經(jīng)粉磨得Mg (OH) 2。 Mg(OH)2的生成率可達(dá)到89. 08%。
4. 2氯化銨循環(huán)利用和副產(chǎn)物氯化鈣的回收
過濾Mg(OH)2后的濾液中存在大量未反應(yīng)的游離氨和生成物氯化銨，首先將溶液加熱到95-100°C，將NH3蒸出(蒸出的NH3可再次通入與MgCl2溶液中制取Mg (OH)2))。將蒸NH3后濾液濃縮為原體積的二分之一至三分之一，重新加入過量的電石渣和補(bǔ)充部分氯化銨后進(jìn)行新一輪的循環(huán)利用。
電石渣和NH4Cl反應(yīng)后的濾液中有大量CaCl2,由于體系中電石渣過量呈堿性，電石渣中的Fe2+、Al3+、SiO2等雜質(zhì)不溶于堿性溶液，故濾液中只有CaCl2。將電石渣反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)過濾后，在濾液中加入少量的硫化鈉除雜，再次過濾，濾液經(jīng)減壓蒸發(fā)至有大量的氯化鈣晶體析出后冷卻至常溫，減壓抽濾，用少量的蒸餾水洗滌1-2次，得到CaCl2，在105°C 下干燥2h，然后轉(zhuǎn)移至箱式電爐中在260-300°C下繼續(xù)干燥，干燥至重量不再變化為止，得到無(wú)水CaCl2。
權(quán)利要求
1.氯化銨循環(huán)法制氫氧化鎂主要生產(chǎn)工藝包括將電石渣經(jīng)過高溫和粉磨預(yù)處理，鹽湖氯化鎂經(jīng)熱溶、過濾除去水不溶物，濾液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮結(jié)晶提純2-3次，將提純的氯化鎂配制成一定濃度的氯化鎂溶液；將預(yù)處理后的過量電石渣和一定濃度的氯化銨溶液在85-100°C下反應(yīng)，將生成的氨氣通入一定濃度的氯化鎂溶液中，反應(yīng)一定時(shí)間后，生成白色氫氧化鎂沉淀，沉淀經(jīng)過離心、洗滌、干燥、粉碎等工序即得氫氧化鎂產(chǎn)品。
2.氯化銨循環(huán)利用和副產(chǎn)物氯化鈣的回收將過濾氫氧化鎂鎂后的濾液經(jīng)過加熱，產(chǎn)生的氨氣通入氯化鎂溶液中參加反應(yīng)，經(jīng)過濃縮后的濾液中含有濃度較高的氯化銨，該氯化銨溶液重新加入處理后的電石渣中反應(yīng)，從而形成氯化銨的循環(huán)利用；采取在密閉容器中反應(yīng)，可以完全解決氨氣對(duì)環(huán)境的污染問題，氯化銨也會(huì)有較高的循環(huán)率；過量電石渣與氯化銨反應(yīng)完全后的濾液中含有大量的氯化鈣，由于濾液呈堿性，其他離子如Fe2+、Cu2+、Mg2+等不溶于濾液中，故濾液中只有含量較高的氯化鈣；將過量電石渣漿體過濾,濾液經(jīng)過脫色、濃縮、結(jié)晶、干燥、粉碎等工序即得工業(yè)級(jí)氯化鈣。
全文摘要
本發(fā)明屬于廢棄物再利用領(lǐng)域，電石渣是電石法制乙炔過程中產(chǎn)生的廢棄物，主要成分是Ca(OH)2，含量高達(dá)85％以上。鹽湖鉀鹽工業(yè)的副產(chǎn)物鎂鹽主要用來生產(chǎn)廉價(jià)的六水氯化鎂和七水硫酸鎂，或者以礦石的形式直接出口，造成了資源浪費(fèi)。本發(fā)明主要是通過氯化銨循環(huán)法，利用電石渣和鹽湖氯化鎂生產(chǎn)高純氫氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)無(wú)水氯化鈣，該方法不僅可以得到高純度的氫氧化鎂和工業(yè)級(jí)氯化鈣，也能有效解決氨法生產(chǎn)氫氧化鎂中的氨氣對(duì)環(huán)境的污染然問題。本研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)具有促進(jìn)作用，具有良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和顯著地經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01F5/20GK103011209SQ20111028944
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者但建明, 李陽(yáng), 李洪玲, 喬秀文, 齊譽(yù), 姜麗娜, 曾憲佳 申請(qǐng)人:但建明