Fokus auf Trenntechnologien

01 Einführung: Engpässe und Durchbrüche bei der umfassenden Nutzung von Dolomiten

Dolomit gilt als ein doppeltes Salz, das aus Magnesit und Calzit besteht, mit der chemischen Hauptkomponente CaMg(CO3) 2. Seine theoretische Zusammensetzung (ω/%) beträgt 21,7% MgO, 30,4% CaO und 47,90% CO2,häufig mit Verunreinigungen wie Quarz und Feldspat verbunden [1]Der reine Dolomit ist weiß, während Eisenhaltige grau oder dunkelbraun erscheinen, wobei verwitterte Oberflächen braun werden.

Derzeit ist die Verwendung von Magnesium aus Dolomit in verschiedenen Industriezweigen relativ gut entwickelt, während die Entwicklung und Nutzung von Kalzium nach wie vor unzureichend sind.Kalzium wird häufig zur Herstellung von Baumaterialien oder Füllstoffen mit geringem Mehrwert verwendet, was zu einer erheblichen Verschwendung von Kalziumressourcen führt.Vollständige Nutzung der Kalzium- und Magnesiumressourcen zur Entwicklung von hochreinen, hochwertige Kalzium- und Magnesiumprodukte, ist zu einem Forschungsschwerpunkt für die Verarbeitung und umfassende Entwicklung der Dolomit-Mineralressourcen geworden [3].

Der Schlüssel zur vollständigen Nutzung der Kalzium- und Magnesiumressourcen im Dolomit liegt in der effizienten Trennung von Kalzium und Magnesium sowie der effektiven Beseitigung von Verunreinigungen.

02 Überblick über die wichtigsten Technologien zur Trennung von Kalzium und Magnesium

Die derzeitigen Technologien zur Kalzium-Magnesium-Trennung und Verunreinigung aus Dolomit umfassen hauptsächlich die Verkohlungsmethode, die Säure-Lösungsmethode, die Ammonium-Leaching-Methode,Salzwasser-Dolomit-Methode, und Komplexierungs-Leaching-Methode [3].

2.1 Verkohlungsmethode

Die Verkohlungsmethode ist der am häufigsten verwendete industrielle Ansatz aufgrund seines einfachen Prozesses, seiner geringen Kosten und seiner einfachen industriellen Implementierung.Diese Technologie beruht auf der Differenz in der Löslichkeit zwischen CaCO3 und Mg ((HCO3) 2) in wässrigen Lösungen, wodurch eine Kalzium-Magnesium-Trennung erreicht wird, indem der Endpunkt-pH des Kohlenstoffprozesses kontrolliert wird [3].

Der Prozess läuft wie folgt ab: Dolomit wird verkalkt und verdaut, um Dolomitkalkmilch herzustellen, die dann mit gereinigtem CO2 aus dem Ofengas reagiert.CaCO3-Verschlag und Mg ((HCO3) 2) schweres Magnesiumwasser entstehenDas Filtrat, schweres Magnesiumwasser, wird thermisch zersetzt, um ein grundlegendes Magnesiumcarbonat-Zwischenprodukt zu erzeugen.der dann zur Erzeugung von MgO verbrannt wird [3].

Die Verkohlungsmethode bietet die Vorteile eines einfachen Verfahrens und geringer Produktionskosten.eine präzise Kontrolle in der tatsächlichen Produktion erschweren. Folglich weisen die daraus resultierenden Kalzium- und Magnesiumprodukte häufig eine relativ geringe Reinheit auf [3]. Um dies zu beheben, wurden verschiedene verbesserte Technologien entwickelt, einschließlich der Batch-Recovery,Sekundäre Verkohlung, Druckkohle und additiv unterstützte Kohle.

2.2 Methode zur Auslaugung von Ammonium

Bei der Ammonium-Leaching-Methode wird die schwache Säure von Ammoniumsalzlösungen ((NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) zur Reaktion mit verdauter Dolomitkalk verwendet, wodurch Lösungen von Kalzium- und Magnesiumsalzen entstehen.Je nach Anforderungen, NH3 oder CO2 eingeführt wird, um die entsprechenden Kalzium- und Magnesiumprodukte zu erhalten [5]. Dieses Verfahren beinhaltet leichte Reaktionen, ist einfach zu bedienen,Trennt effektiv Kalzium und Magnesium aus Dolomit, und erzeugt hochreine Produkte.

2.3 Salzlake-Dolomit-Methode

Das Salz-Dolomit-Verfahren beinhaltet das Hinzufügen von abgebautem Dolomitkalk in Tropfform in Salzlake (MgCl2) zur Herstellung von Magnesiumhydroxid. Nach Filtration und Trocknung wird Mg(OH) 2-Pulver erhalten,während das Filtrat weiter verarbeitet wird, um CaCO3 zu erzeugen [5]Die Vorteile dieser Methode umfassen geringe Prozesskosten und minimale Verschmutzung.Erreichung einer relativ vollständigen Trennung von Kalzium und MagnesiumEin wesentlicher Nachteil ist jedoch die Erzeugung großer Mengen an Calciumchloridlösung als Nebenprodukt, die schwer zu handhaben ist [5].

03 Forschungsfortschritte in den Separationstechnologien

3.1 Verbesserungen bei der Abtrennung durch Verkohlungsverfahren

Wang Wenze et al. [6] bereiteten leichtes CaCO3 mit einer Phasentransfer-Karbonierungsmethode mit verkalktem Dolomitpulver als Rohstoff her.Die optimalen Phasenübertragungsbedingungen wurden ermittelt.: Flüssigkeits-Feststoff-Verhältnis von 20 ml/g, n ((Ammoniumcitrat): n ((CaO) = 4:3Die optimierten Verkohlungsbedingungen waren: Endpunkt pH 7.6, CO2-Durchfluss von 0,6 L/min, Reaktionstemperatur von 65°C und Rührgeschwindigkeit von 550 r/min. Unter diesen Bedingungen wurde Calciumcarbonat mit einer Reinheit von 98,18% erzeugt,mit gleichmäßiger Partikelgröße und guter DispergibilitätNach zwei Zyklen der Kalzium-Magnesium-Abscheidung aus dem verkalkten Dolomitpulver wurde im Wesentlichen ein "kalziumfreies Magnesium" erzielt, wodurch die Reinheit des Kalziumprodukts erheblich verbessert wurde.

Wang Xin et al. [11] untersuchten die Extraktion von Kalzium aus verkalktem Dolomitpulver mit einer Zitronensäure-Ammoniumlösung.jeweils. Die Verkarbonierung des Kalziumcitrats ergab ein leichtes CaCO3 des Kalzittyps mit ω ((CaCO3) = 98,2% und einer spindelförmigen Morphologie.eine MgO-Probe mit ω ((MgO) = 99 produziert0,2% und eine kurze stangartige Form.

3.2 Fortschritte bei der Ammonium-Leaching-Trennung

Fan Yuanyang u. a.[5] verwendeten Dolomitkalk und eine recycelte Ammoniaklösung als Rohstoffe zur Herstellung von Kalziumcarbonat-Bürsten und Magnesiumhydroxid durch ein zyklisches Verfahren der AmmoniakdestillationIn zyklischen Experimenten wurde ein optimales Molarverhältnis von Ca/Mg zu Ammoniumsalz von 1:2 ermittelt, wodurch eine Extraktionsrate von 91,32% für Ca2+ und 90 erreicht wurde.95% für Mg2+Die Studie bestätigte, daß drei Zyklen für die Zubereitung von Kalziumcarbonat-Bürsten optimal waren, wobei ein Kalziumcarbonatgehalt von 98% erreicht wurde.

Deng Xiaoyang et al. [7] verwendeten leicht verkalktes Dolomitpulver, Ammoniumchlorid und Kohlendioxid als Rohstoffe zur Herstellung von gut geformtem uniformly distributed cubic-like calcium carbonate crystals with an average particle size of 5–10 μm via an ammonia distillation and calcium precipitation process without the use of crystal morphology control agents.

Jia Xiaohui et al. [8] schlug eine zweistufige Separationsmethode mit einer Ammoniumchloridlösung vor, wobei zuerst Kalzium und dann Magnesium extrahiert werden.Die Kalziumextraktionsrate aus Dolomit überstieg 95%.

Wang Dongyi et al. [10] bereiteten Magnesiumhydroxid und Kalziumcarbonat-Bürste durch einen Prozess der Kalzinierung, Ammoniakdestillation und Niederschlagung her.Das hergestellte Kalziumcarbonat-Bürsteprodukt erzielte ein Seitenverhältnis von 20, eine Weißheit von 98.7, und eine Umwandlungsrate von Ca2+ von 80,75%, wobei das Material während des gesamten Prozesses recycelt wird.

04 Schlussfolgerung

Die derzeitigen Technologien zur Abtrennung von Kalzium und Magnesium aus Dolomit entwickeln sich rasch.und Salz-Dolomit-Methode bieten jeweils unterschiedliche Vorteile und Grenzen.Die Verkohlungsmethode verfügt über ausgereifte Technologie und niedrige Kosten, stellt sich jedoch mit Herausforderungen bei der Reinheitskontrolle konfrontiert.Die Ammonium-Leaching-Methode bietet eine überlegene Trennwirksamkeit und eine hohe Produktreinheit, beinhaltet jedoch relativ komplexe VerfahrenDie Salz-Dolomit-Methode ermöglicht eine synergistische Nutzung der Magnesiumressourcen, hat jedoch Probleme mit der Beseitigung des Nebenprodukts Calciumchlorid.Die Kalziumabnahme liegt bei 99%., so daß im wesentlichen "kalziumfreies Magnesium" erreicht wird und eine solide Grundlage für die spätere Herstellung von hochreinem Kalziumcarbonat geschaffen wird.