Εστίαση στις τεχνολογίες διαχωρισμού

01 Εισαγωγή: Σπάνιες δυσκολίες και εξελίξεις στην ολοκληρωμένη εκμετάλλευση των Δολομιτών

Ο δολομίτης θεωρείται διπλό αλάτι που αποτελείται από μαγνησίτη και ασβέστιο, με κύριο χημικό συστατικό CaMg(CO3) 2. Η θεωρητική του σύνθεση (ω/%) είναι 21,7% MgO, 30,4% CaO και 47,90% CO2,συχνά συνδέεται με ακαθαρσίες όπως το κουάρτζι και το πεδασπάριο [1]Ο καθαρός δολομίτης είναι λευκός, ενώ οι ποικιλίες που περιέχουν σίδηρο εμφανίζονται γκρι ή σκούρο καφέ, με τις επιφάνειες που έχουν παραβιαστεί να γίνονται καφέ.

Επί του παρόντος, η αξιοποίηση του μαγνησίου από τον δολομίτη σε διάφορες βιομηχανίες είναι σχετικά καλά ανεπτυγμένη, ενώ η ανάπτυξη και η αξιοποίηση του ασβεστίου παραμένουν ανεπαρκείς.Το ασβέστιο χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή δομικών υλικών ή συμπληρωμάτων χαμηλής προστιθέμενης αξίαςΣυνεπώς, ενώ διασφαλίζεται η προμήθεια πρώτων υλών για τις βιομηχανίες χάλυβα, όπως η χάλυβα και η τήξη μαγνησίου,Επενδύοντας πλήρως τόσο σε πόρους ασβεστίου όσο και σε πόρους μαγνησίου για την ανάπτυξη υψηλής καθαρότητας, προϊόντα ασβεστίου και μαγνησίου υψηλής προστιθέμενης αξίας, έχει γίνει ερευνητικό κέντρο για τη βαθιά επεξεργασία και την ολοκληρωμένη ανάπτυξη των ορυκτών πόρων δολομιτίου [3].

Το κλειδί για την πλήρη αξιοποίηση των πόρων ασβεστίου και μαγνησίου στο δολομίτη έγκειται στον αποτελεσματικό διαχωρισμό του ασβεστίου και του μαγνησίου, καθώς και στην αποτελεσματική απομάκρυνση των στοιχείων ακαθαρσίας.

02 Επισκόπηση των βασικών τεχνολογιών διαχωρισμού ασβεστίου-μαγνησίου

Οι τρέχουσες τεχνολογίες διαχωρισμού ασβεστίου-μαγνησίου και απομάκρυνσης των προσμείξεων από τον δολομίτη περιλαμβάνουν κυρίως τη μέθοδο άνθρακα, τη μέθοδο οξέος διάλυσης, τη μέθοδο διάλυσης αμμωνίου,μέθοδος άλμης-δολομίτη, και μέθοδος διάλυσης από συμπλήρωμα [3].

2.1 Μέθοδος άνθρακα

Η μέθοδος άνθρακα είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη βιομηχανική προσέγγιση λόγω της απλής διαδικασίας, του χαμηλού κόστους και της ευκολίας της βιομηχανικής εφαρμογής.Η τεχνολογία αυτή βασίζεται στη διαφορά διαλυτότητας μεταξύ CaCO3 και Mg ((HCO3) 2) σε υδατικά διαλύματα, επιτυγχάνεται διαχωρισμός ασβεστίου-μαγνησίου με τον έλεγχο του τελικού σημείου pH της διαδικασίας ανθρακούχωσης [3].

Η ροή της διαδικασίας είναι η ακόλουθη: ο δολομίτης καλκύνεται και χωνεύεται για την παραγωγή γάλακτος ασβεστίου δολομίτη, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με καθαρό CO2 από αέριο φούρνου.Συγκροτείται κατάπτωση CaCO3 και βαρύ νερό μαγνησίου Mg ((HCO3) 2)Μετά από διαχωρισμό στερεού υγρού, λαμβάνεται ελαφρύ CaCO3. Το φίλτρο, το βαρύ νερό μαγνησίου, αποσυντίθεται θερμικά για να παραχθεί ένα βασικό ενδιάμεσο ανθρακικό μαγνησίου,το οποίο καλκύνεται για την παραγωγή MgO [3].

Η μέθοδος άνθρακα προσφέρει τα πλεονεκτήματα μιας απλής διαδικασίας και χαμηλού κόστους παραγωγής.καθιστώντας δύσκολο τον ακριβή έλεγχο στην πραγματική παραγωγήΩς εκ τούτου, τα προϊόντα ασβεστίου και μαγνησίου που προκύπτουν συχνά παρουσιάζουν σχετικά χαμηλή καθαρότητα [3]. Για την αντιμετώπιση αυτού, έχουν αναπτυχθεί διάφορες βελτιωμένες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένης της ανάκτησης παρτίδας,δευτερογενής άνθρακα, υγραντισμός υπό πίεση και υγραντισμός με βοήθεια πρόσθετων.

2.2 Μέθοδος εκχύλισης αμμωνίου

Η μέθοδος διάλυσης του αμμωνίου χρησιμοποιεί την αδύναμη οξύτητα των διαλύσεων αμμωνίου (NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) για να αντιδράσει με λιωμένο ασβέστιο δολομίτη, παράγοντας διαλύματα αλατιών ασβεστίου και μαγνησίου.Ανάλογα με τις απαιτήσεις, NH3 ή CO2 εισάγεται για την παραγωγή των αντίστοιχων προϊόντων ασβεστίου και μαγνησίου [5]. Η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει ήπιες αντιδράσεις, είναι εύκολη στη λειτουργία,διαχωρίζει αποτελεσματικά το ασβέστιο και το μαγνήσιο από τον δολομίτη, και παράγει προϊόντα υψηλής καθαρότητας.

2.3 Μέθοδος άλμης-δολομίτης

Η μέθοδος αλμυράς-δολομίτη περιλαμβάνει την προσθήκη λιπαρού ασβεστίου δολομίτη σε αλμυρά (MgCl2) για την παραγωγή υδροξειδίου του μαγνησίου.ενώ το φίλτρο επεξεργάζεται περαιτέρω για την παρασκευή CaCO3 [5]Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου περιλαμβάνουν χαμηλό κόστος διαδικασίας και ελάχιστη ρύπανση.επιτυγχάνεται σχετικά πλήρης διαχωρισμός ασβεστίου και μαγνησίουΩστόσο, ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι η παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων διαλύματος χλωριούχου ασβεστίου ως υποπροϊόν, το οποίο είναι δύσκολο να χειριστεί [5].

03 Έρευνα και πρόοδος στις τεχνολογίες διαχωρισμού

3.1 Βελτιώσεις στη μέθοδο διαχωρισμού με ανθρακούχο τρόπο

Ο Wang Wenze et al. [6] προετοίμασε ελαφρύ CaCO3 χρησιμοποιώντας μια μέθοδο ανθρακούχωσης μεταφοράς φάσης με καλυμμένη σκόνη δολομίτη ως πρώτη ύλη.καθορίστηκαν οι βελτιστοποιημένες συνθήκες μεταφοράς φάσης: αναλογία υγρού προς στερεού 20 mL/g, n ((αμμωνικό κιτρικό):n ((CaO) = 4:3Οι βελτιστοποιημένες συνθήκες άνθρακα ήταν:6, ροή CO2 0,6 L/min, θερμοκρασία αντίδρασης 65°C και ταχύτητα ανάμειξης 550 r/min. Υπό αυτές τις συνθήκες παράγεται ανθρακικό ασβέστιο καθαρότητας 98,18%,που παρουσιάζουν ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων και καλή διασποράΜετά από δύο κύκλους διαχωρισμού ασβεστίου-μαγνησίου από την ασβεστιασμένη σκόνη δολομιτίου, επιτεύχθηκε ουσιαστικά "καλσίου χωρίς μαγνήσιο", βελτιώνοντας σημαντικά την καθαρότητα του προϊόντος ασβεστίου.

Ο Wang Xin et al. [11] ερεύνησε την εξαγωγή ασβεστίου από καλσινωμένη σκόνη δολομίτη χρησιμοποιώντας διάλυμα αμμωνίου και κιτρικού οξέος.αντίστοιχαΗ ανθρακούχωση του κιτρικού ασβεστίου παρήγαγε ένα ελαφρύ CaCO3 τύπου ασβεστίου με ω ((CaCO3) = 98,2% και σφαινοειδή μορφολογία.παράγεται δείγμα MgO με ω ((MgO) = 990,2% και σύντομο σχήμα σαν ράβδος.

3.2 Πρόοδος στον διαχωρισμό με διάλυση αμμωνίου

Φαν Γιουανγιάνγκ κ.λπ.[5] χρησιμοποιήθηκε ασβέστη από δολομίτη και διάλυμα ανακυκλωμένης αμμωνίας ως πρώτες ύλες για την παρασκευή βουρουνιών ανθρακούχου ασβεστίου και υδροξειδίου μαγνησίου μέσω κυκλικής διαδικασίας απόσταξης αμμωνίαςΣε κυκλικά πειράματα εντοπίστηκε μια βέλτιστη μοριακή αναλογία Ca/Mg προς αμμώνιο αλάτι 1:2, επιτυγχάνοντας ποσοστά εκχύλισης 91,32% για Ca2+ και 90.95% για το Mg2+Η μελέτη επιβεβαίωσε ότι τρεις κύκλοι ήταν οι βέλτιστες για την παρασκευή των μουστάκων από ανθρακικό ασβέστιο, με το προϊόν να επιτυγχάνει περιεκτικότητα σε ανθρακικό ασβέστιο 98%.

Ο Deng Xiaoyang et al. [7] χρησιμοποίησε ελαφρώς καλυμμένη σκόνη δολομιτίου, χλωριούχο αμμώνιο και διοξείδιο του άνθρακα ως πρώτες ύλες για την παρασκευή καλού σχήματος, 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.

Ο Jia Xiaohui et al. [8] πρότεινε μια μέθοδο διαχωρισμού δύο βημάτων χρησιμοποιώντας διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου, εκχύνοντας πρώτα ασβέστιο και κατόπιν μαγνήσιο.Το ποσοστό εξαγωγής ασβεστίου από το δολομίτη ξεπέρασε το 95%.

Ο Wang Dongyi et al. [10] προετοίμασε υδροξείδιο του μαγνησίου και κάλσιου ανθρακικού ασβέσματος μέσω μιας διαδικασίας καλσινισμού, απόσταξης αμμωνίας και βροχής.Το παρασκευασμένο προϊόν από ασβέστιο του ασβεστίου επιτυγχάνει αναλογία όψεως 20, λευκότητα 98.7, και ποσοστό μετατροπής Ca2+ 80,75%, με ανακύκλωση υλικού καθ' όλη τη διάρκεια της διαδικασίας.

04 Συμπεράσματα

Οι σημερινές τεχνολογίες διαχωρισμού ασβεστίου-μαγνησίου από τον δολομίτη προχωρούν ραγδαία.και η μέθοδος άλμης-δολομιτίου, η καθεμία από τις οποίες προσφέρει ξεχωριστά πλεονεκτήματα και περιορισμούς.Η μέθοδος άνθρακα διαθέτει ώριμη τεχνολογία και χαμηλό κόστος, αλλά αντιμετωπίζει προκλήσεις στον έλεγχο της καθαρότητας.Η μέθοδος διάλυσης του αμμωνίου παρέχει ανώτερη απόδοση διαχωρισμού και υψηλή καθαρότητα του προϊόντος, αλλά περιλαμβάνει σχετικά πολύπλοκες διαδικασίεςΗ μέθοδος άλμης-δολομίτη επιτρέπει τη συνεργική αξιοποίηση των πόρων μαγνησίου, αλλά αντιμετωπίζει δυσκολίες με την απομάκρυνση του υποπροϊόντος χλωριούχου ασβεστίου.Τα ποσοστά εξαγωγής ασβεστίου πλησιάζουν το 99%, που ουσιαστικά επιτυγχάνει "καλσίου χωρίς μαγνήσιο" και θέτει μια σταθερή βάση για την επακόλουθη παρασκευή υψηλής καθαρότητας ανθρακικού ασβεστίου.