(NH4)2SO4浸取轻烧粉的控制过程.pdf

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1、第5期矿产综合利用No．52016年1O月MultipurposeUtilizationofMineralResources0ct．2016(NH4)2SO4浸取轻烧粉的控制过程杨翠杰，赵华，徐恺，刘润静，胡永琪(河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050000)摘要：本论文研究了在密闭、蒸氨环境及不同Mg浓度条件下对硫酸铵浸取轻烧粉的过程。结果表明：硫酸铵浸取轻烧粉过程的控制步骤为氨的解吸，强化该过程的措施为提高氨的解吸速率；Mg浓度对浸取平衡有明显影响，初始Mg2浓度越高，轻烧粉浸取率越低。

2、关键词：轻烧粉；硫酸铵；浸出率doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2016．05．016中图分类号：TD989；TQ132．2文献标志码：A文章编号：1000-653~(2016)05-0066-04菱镁矿作为一种碳酸镁矿物，是镁的主要来耗较高，产物及副产氨水收率低等问题。碳化源，广泛应用于冶金、化工、建材等行业¨J。我国法_9J，即将低品位菱镁矿煅烧产生的二氧化碳碳化菱镁矿储量丰富，资源产量和出口量均居世界首位，轻烧粉水化悬溶液，镁以碳酸氢镁的方式溶解，实现具有世界各国难以比拟

3、的资源优势。但是，由于菱镁与其他杂质硅、钙、铁、铝的分离，重镁水(碳酸氢镁矿资源的持续开发和高附加值镁质材料产品对材镁溶液)热解后得到高纯碳酸镁产品或进一步煅烧料要求的不断提高，能直接满足生产要求的菱镁矿得到氧化镁产品。但该方法生产氧化镁能耗很高。资源越来越少。同时，由于菱镁矿资源粗放开采及硫酸铵浸取轻烧粉的工艺过程为：硫酸铵与轻经营，致使产生大量的低品位菱镁矿(氧化镁含量烧粉反应得到硫酸镁和氨气，硫酸镁溶液吸收蒸出35％～42％)资源被闲置或废弃堆放，不仅造成资的氨气，得到氢氧化镁沉淀，从而实现了反

4、应物质的源极大浪费，也导致生态破坏和环境污染。内部循环。整个工艺过程基本零排放，符合环保要目前，对于低品位菱镁矿的处理方法主要有以求。本论文针对目前工业硫酸铵浸法存在的反应时下四种：菱镁矿酸溶法J，即采用工业酸(如盐酸、间过长，导致反应能耗高，开展浸取过程的控制步骤硫酸)与菱镁矿反应、除杂精制得到镁盐，再进一步研究，以期缩短反应时间。为该过程强化、降低能耗制备其它镁质产品。该方法工艺简单，但消耗酸量及确定最优控制参数提供理论依据。过大，成本较高，工艺中除杂困难，对生产设备要求l试验较高，阻碍了该工艺在

5、实践中的使用。菱镁矿焙烧一水解法u5】，即将矿石高温煅烧得到的轻烧粉与一1．1试验原料定温度下的水进行反应，制备镁质产品。该法工艺由低品位菱镁矿经过高温煅烧制备得到高活性轻简单，通过物理方法如离心沉降等除去硅酸盐杂质，烧粉，其化学成分见表1。试验中所采用轻烧粉颗粒大生产成本较低，但制得氢氧化镁只能用于对镁质产小均匀，并目所含有的其他成分均不参与反应。品要求不高的行业。菱镁矿铵浸法"J，即将菱镁表1轻烧粉的组成／％矿锻烧、粉碎后与铵盐(硫酸铵、氯化铵或硝酸铵)Table1Componentsofligh

6、t—calcinedpowder溶液反应，得到镁盐溶液，然后进一步精制、制备镁MgOCaOFe203灼失酸不溶物(SiO：，A1203)85．92．01．42．36．4产品。但该方法存在反应时间长，工艺较为复杂，能收稿日期：2015—11-30；改回日期：2015—12—08作者简介：杨翠杰(1987一)女，在读硕士研究生。通讯作者：刘润静(1963-)男，教授，Email：liurj2002@163．com。第5期杨翠杰等：(NH)SO浸取轻烧粉的控制过程。67·1．2基本原理结果表明，在相同硫酸铵

7、浓度下，升高温度，有硫酸铵浸取轻烧粉的反应方程式如下：利于提高轻烧粉的浸出率。当硫酸铵浓度为0．6Mg2+sO一——÷MgSO4mol／L时，反应温度由50℃提高到90℃，轻烧粉的NH4+0H—FNH3t+H20浸出率由31．61％提高到49．31％；在硫酸铵浓度为MgO+H2OMg(OH)20．03mol／L时，浸出率由42．51％提高到63．38％。Mg(OH)2-．--~Mg+OH一说明升高温度有利于反应向右进行。在相同温度总反应：MgO+(NH4)2sO4一MgSO4+2NH3t下，降低硫酸铵

8、浓度，有利于提高轻烧粉的浸出率。+H20在温度为5Occ，硫酸铵浓度由0．6mol／L降至0．03该过程涉及到轻烧粉水化生成氢氧化镁、氢氧mol／L时，轻烧粉浸出率由31．61％提高到化镁颗粒溶解、溶解态的氢氧化镁电离成Mg和42．51％；当温度90cc时，浸出率由49．31％提高到OH一离子及氨的解吸等气、液、固三相的复杂过程，63．38％。这是由于相同温度下，反应物浓度越高，并且氨气又极易溶于水。因此，研究氨和硫酸镁对反应速率越快，因此轻烧粉初始浸取