碳酸氢镁溶液增浓的研究

碳酸氢镁溶液热解能耗占整个白云石碳化法制取钙镁盐产品工艺能耗的45%左右。为了降低热解能耗,通过优化碳化工艺条件,以提高碳酸氢镁溶液浓度。通过正交试验对碳化温度、白云石灰乳中氧化镁质量浓度、二氧化碳气体流量、过碳化时间进行较为系统的研究。在碳化温度为10℃、白云石灰乳中氧化镁质量浓度为16.60 g/L、二氧化碳气体流量为433.04 L/h、过碳化时间为10 m in时,白云石灰浆碳化所得碳酸氢镁溶液中氧化镁质量浓度为18.79 g/L,远大于目前工业生产中5~8 g/L的水平,为白云石碳化工艺的节能降耗提供依据。     

白云石碳化法制备纳米氧化镁新工艺

介绍了纳米氧化镁的性质、用途及其制备方法。提出白云石碳化法制备纳米氧化镁新工艺。确定其最佳工艺条件,即:消化温度 80~90℃,灰浆质量浓度 12g/L(以氧化镁计);碳化过程CO2体积分数为(35±5)%,碳化最终温度在35℃以下;热解条件为在 3~7min内将重镁水升温至 90℃;煅烧温度为 900℃。在此条件下所得氧化镁粒子为立方晶型,粒径 80~100nm,比表面积 109m2 /g,分散性良好。     

白云石质磷尾矿悬浮态煅烧实验研究

白云石质磷尾矿的主要矿物成分是钙质白云石、氟磷灰石和石英,磷尾矿煅烧产品可以用来提取工业氧化镁、活性石灰和磷精矿。采用高固气比悬浮态煅烧技术对瓮福磷尾矿进行煅烧实验。该系统易于控制,炉内温度均衡稳定。物料在系统内停留时间仅为20～30 s时,煅烧产品的表观分解率达到92.9%,白云石中的碳酸镁基本完全分解。产品颗粒疏松多孔,晶粒细小, 氧化钙和氧化镁的质量分数分别为43.31%和29.20%,产品水化活性高;五氧化二磷质量分数由6.36%升至10.00%,有利于进一步提取磷精矿。     

磷尾矿粒度分布的研究

为了掌握磷尾矿的热解性能,对磷尾矿进行煅烧实验,并测定煅烧前后粒度变化情况及煅烧后氧化钙、氧化镁生成情况。结果表明,尾矿中磷矿和白云石的粒度在整个粒度范围都有分布,其中未煅烧尾矿的粒径范围为0.6¹20μm,平均粒径为15μm,尾矿煅烧后粒径范围变为0.6120μm,平均粒径为15μm,尾矿煅烧后粒径范围变为0.6⁷3μm,因此,不能用简单的筛分将磷精矿与碳酸盐分离。     

磷尾矿热分解动力学机理与煅烧工艺研究

磷尾矿中的钙、镁、磷资源含量丰富。使用煅烧-浸出法以磷尾矿为原料生产镁盐时，首先需要将磷尾矿煅烧分解为氧化钙和氧化镁，达到活化、提纯的目的。磷尾矿的热分解机理对生成镁盐的质量以及煅烧工艺的选择等都具有重要意义。对磷尾矿热分解动力学特性与煅烧工艺进行了探究，为磷尾矿资源的回收利用提供理论指导。研究表明，在升温速率为10℃/min条件下煅烧温度由25℃升高至1 000℃的过程中，磷尾矿非等温热分解过程可分为两个阶段，即400～500℃白云石分解为碳酸钙与氧化镁的第一阶段和700～900℃碳酸钙分解为氧化钙的第二阶段，并分别确立了相应的热分解动力学方程。较优煅烧条件：煅烧温度为900℃、煅烧时间为4 h、升温速率为15℃/min、尾矿粒度小于0.150 mm。     

制备高纯氧化镁的工艺研究

以轻烧镁为原料，经消化、碳化、除杂、热解及煅烧制备出高纯氧化镁，并确定了适宜的工艺条件：活性炭用量为20g/L，时间60min；活性炭吸附除杂温度20℃，时间80min；热解温度100℃，时间20min，升温速率均匀缓慢；煅烧温度950℃。氧化镁产品中氧化镁质量分数可达99．5％，氧化钙质量分数小于0．09％，铁的质量分数小于0．05％，产品中粒度小于5μm的粒子质量分数达到72．3％。SEM分析表明，低温热解氧化镁为针状，高温热解氧化镁为球状。     

高镁磷尾矿浮选提镁试验研究

以高镁磷尾矿为研究对象,采用一段磨矿正浮选工艺对磷尾矿进行再选试验,考察了磨矿细度,抑制剂、捕收剂、煤油用量对浮选效果的影响。试验结果表明:在磨矿细度为-200目占60.85%,抑制剂硫酸用量为10kg/t、捕收剂TS用量为1200g/t、辅助捕收剂煤油用量为200g/t的条件下,MgO有较好的浮选效果,最终获得品位为21.71%,回收率为78.55%的镁精矿。     

硼镁石碳化提镁试验研究

以硼镁石为原料,配入一定量的碳酸钙,按最佳煅烧条件获得熟料,磨细后将熟料在水中消化、碳化,找到最佳的消化条件和碳化条件制取碱式碳酸镁,对利用硼镁石制取镁系列产品有一定的参考价值。结果表明,煅烧熟料最佳消化温度为80℃,时间40min,液固比25g/L;碳解液经热解,分析测得产物为4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O,其中MgO质量分数为43.60%,CaO质量分数为0.33%。     

碳化法制备硅钢氧化镁过程中杂质脱除研究

以轻烧氧化镁粉为原料,经消化、碳化制得重镁水,在热解反应前采用络合剂对重镁水中的杂质钙、铁进行络合掩蔽,再经热解得到碱式碳酸镁,碱式碳酸镁经煅烧可制得钙、铁杂质含量较低的氧化镁。在重镁水络合除杂过程中,考察了络合剂三乙醇胺、柠檬酸、草酸单独和复合使用的除铁、除钙效果。以三乙醇胺为络合剂时,在 200 mL重镁水中加10 mL三乙醇胺（1∶1）,氧化镁产品中w（氧化镁）=99.3%、w（氧化钙）=0.31%、w（氧化铁）= 0.042%;使用草酸和柠檬酸作为复合络合剂时,在200 mL重镁水中加入1.0 g柠檬酸和2.0 g草酸,氧化镁产品中 w（氧化镁）=98.2%、w（氧化钙）=0.24%、w（氧化铁）=0.030%。     

硫磷混酸分解高镁尾矿渣制取磷镁复合肥的工艺条件研究

介绍了以硫磷混酸和高镁磷尾矿粉为原料制备磷镁复合肥的工艺条件,研究了硫酸用量、磷酸用量、反应时间和反应温度对五氧化二磷、氧化镁转化率的影响。通过单因素实验得到最佳的工艺条件:磷酸用量为110 g、硫酸用量为15 g、反应时间为20 min、反应温度为50℃。在此条件下,磷尾矿渣中五氧化二磷的转化率大于90%,氧化镁转化率大于80%。     

磷酸活化磷尾矿制取聚合态钙镁磷肥的工艺条件研究

为减少磷尾矿对环境的损害,采用高温分子间脱水聚合的方法,对利用磷尾矿合成聚合态钙镁磷肥做了研究。将磷酸和磷尾矿按照物质的量比[n（P₂O₅）∶n（CaO+MgO）]为1∶（1.2~1.8）进行混合反应,将反应的料浆在250~600 ℃下煅烧1~5 h得到干基的产品。产品检测结果表明,聚合态钙镁磷肥的聚合度为1~4,P₂O₅的聚合率在80%以上,总P₂O₅质量分数为50%~60%,CaO质量分数为17%左右,MgO质量分数为12%左右,产品结构为多孔隙的球状结构。该产品可以根据不同地区的需要灵活调整原料配比,以得到不同性质的产品。该研究已经在中试装置中进行试生产,正式生产车间目前正在中国贵州建设,目标产能为20万t/a。     

冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究

针对冷冻法硝酸磷肥副产粗硝钙液中的磷进入滤渣难以回收利用导致硝酸磷肥装置产能低、胶磷矿富集技术浸取工段氨逃逸率低致使浸取液中硝酸铵含量高造成下游无法使用的问题,开展了粗硝钙液用于磷矿脱镁的研究。实验方法及最优反应条件：原矿经破碎、煅烧（煅烧温度为900~1 100 ℃,煅烧时间为1.5~3.0 h）,用粗硝钙液浸取,利用粗硝钙液的热能和化学反应热控制反应温度为60~70 ℃（不需加热,节省了蒸汽消耗）,反应pH为4.5~6.5,反应过程中无磷析出。在此条件下制取的磷精矿中五氧化二磷质量分数≥35%、氧化镁质量分数≤1.0%,磷回收率为100.49%~100.60%。将制取的磷精矿进行酸解,提高了酸不溶物的分离效率,可满足下游生产白色硝酸磷肥对原料的要求,副产的浸取液可用于生产氨基酸液体肥和中量元素营养母粒。该方法无尾矿产生,绿色环保,为磷矿的高效利用提供了新的研究思路。     

碳化法制备电池级碳酸锂工艺优化研究

碳化法因具有反应高效、工艺简单等特点,已成为电池级碳酸锂生产的主流工艺。但是,在以盐湖锂精矿为原料采用碳化法制备电池级碳酸锂的过程中,还存在碳化过程二氧化碳利用率低、碳化液杂质去除效果不好以及锂的收率低等问题。以盐湖锂精矿为原料,从碳化、净化、热解3个主要环节进行了工艺优化实验,即由常压碳化改为加压碳化、采用化学净化和离子交换树脂吸附相结合的方法去除碳化液中的杂质、由常规热解改为加压热解,可将碳化过程二氧化碳利用率提高到87.4%、净化过程钙镁去除率分别提高到97.92%和96.09% 、全流程锂的直收率提高到82.27%。     

磷矿浮选尾矿煅烧铵盐法实验研究

针对瓮福磷矿浮选尾矿的资源特点,将磷尾矿作为高磷白云石矿进行处理,舍弃了传统的白云石碳化法,提出了煅烧-铵盐选择浸出工艺,不仅可以开发出具有高附加值和工业应用前景的优质氢氧化镁、氧化镁以及轻质碳酸钙,并且可获得适于湿法磷酸生产的磷精矿,较好实现资源的综合利用。研究表明:在煅烧温度为900℃时,尾矿中白云石分解,而氟磷酸钙不分解;煅烧熟料用硝酸铵浸出,CaO浸出率可达80.43%;浸出渣用硫酸铵二次浸出,MgO浸出率可达91%以上,二次浸出渣为含P2O538%以上的磷精矿;P2O5回收率达88.58%。该研究为综合利用磷矿浮选尾矿提供了基础性资料。     

微米级管状氧化镁团簇体的合成及其吸附磷的性能

利用自组装技术合成了微米级管状团簇体碱式碳酸镁（MTBMg）,进一步热解得到管状团簇体氧化镁（MTMgO）。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和BET分析对MTMgO的结构、形貌进行了表征。结果表明,在水解温度为80 ℃、反应物浓度为0.6 mol/L条件下利用自组装技术构筑了MTBMg,热解后形成的MTMgO保留了前驱体MTBMg的相似结构,且具有丰富的微米尺寸氧化镁,为磷的吸附提供了活性位点。磷模拟废水吸附结果表明,在废水pH为3~11条件下MTMgO表现出优异的吸附磷的性能,其吸附过程满足Langmuir等温吸附模型;当废水pH=10时MTMgO对磷的理论吸附量最大,为2 120.12 mg/g。动力学分析结果表明,对于MTMgO吸附磷的过程准一级和准二级动力学方程拟合度均较高,是化学吸附与物理吸附并存的过程,随着MTMgO加入量增加由化学吸附为主导向物理吸附为主导转变。当废水中磷的质量浓度为800 mg/L时,吸附剂对磷的去除率仍达到96.47%。     

高镁钙磷尾矿酸解制纳米级碳酸钙

以磷尾矿经硝酸复合溶剂酸解、除铁铝净化、钙镁分离得到的钙源为原料,采用碳化法制备碳酸钙。主要探讨了制备纳米级碳酸钙过程中碳酸铵溶液浓度、碳化温度、碳酸铵加入量对产物纯度及钙回收率的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激光粒度仪对碳酸钙的物相、形貌、粒度进行分析。结果表明:在碳酸铵溶液浓度为1.00 mol/L、碳化温度为40 ℃、碳酸铵与钙离子物质的量比为1.1条件下,制得碳酸钙的纯度为89.27%、钙回收率为85.54%,碳酸钙呈纳米粒状。     

采用定-转子碳化反应器制备高活性氧化镁

探讨了以菱镁矿为原料,在定-转子反应器中进行碳化反应制备高活性氧化镁的新工艺,并考察了热解过程中热解温度、热解时间以及煅烧过程中煅烧温度、煅烧时间对氧化镁活性的影响。实验表明：采用定-转子反应器可以有效地增大气液接触面积,提高气液传质效率,其特殊结构可以处理固含量更高的浆料,有助于产能的提高;调节热解温度可以控制前驱体碱式碳酸镁的晶体形貌,从而影响氧化镁的活性;煅烧温度对氧化镁活性的影响巨大。     

磷尾矿热分解率的测定

为了掌握磷尾矿的热解性能,对磷尾矿进行不同时间、不同温度的煅烧实验,并测定煅烧后氧化钙、氧化镁分解情况。实验结果表明,当煅烧温度达到600℃时磷尾矿开始分解,分解不是通常认为的碳酸镁先分解,而是碳酸钙和碳酸镁伴随分解,温度到750℃时碳酸钙碳酸镁基本分解完全。