Focus sulle tecnologie di separazione

01 Introduzione: colli di bottiglia e scoperte nell'utilizzo globale della dolomite

La dolomite è considerata un doppio sale composto da magnesite e calcite, con il componente chimico principale CaMg(CO3) 2. La sua composizione teorica (ω/%) è 21,7% MgO, 30,4% CaO e 47,90% CO2,spesso associati ad impurità come il quarzo e il feldspato [1]La dolomite pura è bianca, mentre le varietà contenenti ferro appaiono grigio o marrone scuro, con superfici avvelenate che diventano marroni.

Attualmente, l'utilizzo del magnesio della dolomite in varie industrie è relativamente ben sviluppato, mentre lo sviluppo e l'utilizzo del calcio rimangono insufficienti.Il calcio è spesso utilizzato per produrre materiali da costruzione o riempitivi a basso valore aggiunto, con conseguente significativo spreco di risorse di calcio.utilizzando appieno le risorse di calcio e magnesio per sviluppare prodotti di alta purezza, prodotti di calcio e magnesio ad alto valore aggiunto, è diventato un punto di ricerca per la trasformazione approfondita e lo sviluppo globale delle risorse minerarie della dolomite [3].

La chiave per sfruttare appieno le risorse di calcio e magnesio della dolomite risiede nell'efficiente separazione di calcio e magnesio, nonché nell'efficace rimozione dei componenti di impurità.

02 Panoramica delle principali tecnologie di separazione calcio-magnesio

Le tecnologie attuali per la separazione calcio-magnesio e la rimozione delle impurità dalla dolomite comprendono principalmente il metodo di carbonizzazione, il metodo di dissoluzione acida, il metodo di lisciviazione dell'ammonio,metodo salmura-dolomite, e metodo di lisciviazione da complessamento [3].

2.1 Metodo di carbonizzazione

Il metodo di carbonizzazione è l'approccio industriale più comunemente utilizzato a causa del suo processo semplice, del basso costo e della facilità di implementazione industriale.Questa tecnologia si basa sulla differenza di solubilità tra CaCO3 e Mg ((HCO3) 2) in soluzioni acquose, ottenendo la separazione calcio-magnesio controllando il pH del punto finale del processo di carbonizzazione [3].

Il flusso di processo è il seguente: la dolomite viene calcinata e digerita per produrre latte di calce di dolomite, che viene quindi reagito con CO2 purificato dal gas del forno.Si formano precipitati di CaCO3 e Mg(HCO3)2 acqua pesante di magnesioDopo la separazione solido-liquido, si ottiene CaCO3 leggero. Il filtrato, acqua pesante di magnesio, viene decomposto termicamente per produrre un intermedio di carbonato di magnesio di base,che viene quindi calcinato per produrre MgO [3].

Il metodo di carbonizzazione offre i vantaggi di un processo semplice e di un basso costo di produzione.rendendo difficile un controllo preciso nella produzione effettivaDi conseguenza, i prodotti di calcio e magnesio risultanti presentano spesso una purezza relativamente bassa [3].carbonizzazione secondaria, carbonizzazione pressurizzata e carbonizzazione assistita da additivi.

2.2 Metodo di lisciviazione dell'ammonio

Il metodo di lisciviazione dell'ammonio utilizza la debole acidità delle soluzioni di sali di ammonio ((NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) per reagire con la calce di dolomite digerita, producendo soluzioni di sali di calcio e magnesio.A seconda dei requisiti, NH3 o CO2 per ottenere i prodotti di calcio e magnesio corrispondenti [5]. Questo metodo comporta reazioni lievi, è facile da usare,separa efficacemente il calcio e il magnesio dalla dolomite, e produce prodotti di elevata purezza.

2.3 Metodo salamoia-dolomite

Il metodo salmura-dolomite consiste nell'aggiungere la calce di dolomite digerita a goccia in salmura (MgCl2) per produrre idrossido di magnesio.mentre il filtrato viene ulteriormente trattato per preparare CaCO3 [5]I vantaggi di questo metodo comprendono il basso costo del processo e l'inquinamento minimo.ottenendo una separazione relativamente completa di calcio e magnesioTuttavia, uno svantaggio significativo è la generazione di grandi quantità di soluzione di cloruro di calcio come sottoprodotto, che è difficile da gestire [5].

03 Progressi della ricerca sulle tecnologie di separazione

3.1 Miglioramenti della separazione mediante metodo di carbonizzazione

Wang Wenze et al. [6] hanno preparato CaCO3 leggero utilizzando un metodo di carbonizzazione a trasferimento di fase con polvere di dolomite calcinata come materia prima.sono state determinate le condizioni ottimizzate di trasferimento di fase: rapporto liquido-solido di 20 ml/g, n ((citrato di ammonio): n ((CaO) = 4:3, temperatura di reazione di 20°C e tempo di reazione di 10 min. Le condizioni di carbonizzazione ottimizzate erano:6, portata di CO2 di 0,6 l/min, temperatura di reazione di 65°C e velocità di agitazione di 550 r/min. In queste condizioni si è ottenuto carbonato di calcio con purezza del 98,18%,che presentano una dimensione uniforme delle particelle e una buona dispersibilitàDopo due cicli di separazione calcio-magnesio dalla polvere di dolomite calcinata, è stato essenzialmente ottenuto "calcio privo di magnesio", migliorando significativamente la purezza del prodotto di calcio.

Wang Xin et al. [11] hanno studiato l'estrazione del calcio da polvere di dolomite calcinata utilizzando una soluzione acido citrico-ammonico.rispettivamenteLa carbonizzazione del citrato di calcio ha prodotto un CaCO3 leggero di tipo calcite con ω ((CaCO3) = 98,2% e una morfologia a fusione.ha prodotto un campione di MgO con ω ((MgO) = 990,2% e una corta forma a canna.

3.2 Progressi nella separazione mediante lixiviazione dell'ammonio

Fan Yuanyang et al.[5] utilizzato calce di dolomite e una soluzione di ammoniaca riciclata come materie prime per preparare i muschi di carbonato di calcio e idrossido di magnesio attraverso un processo ciclico di distillazione dell'ammoniacaIn esperimenti ciclici è stato identificato un rapporto molare ottimale tra Ca/Mg e sale di ammonio di 1:2, raggiungendo tassi di estrazione del 91,32% per Ca2+ e 90.95% per Mg2+Lo studio ha confermato che tre cicli sono stati ottimali per la preparazione di baffi di carbonato di calcio, con un prodotto che raggiunge un tenore di carbonato di calcio del 98%.

Deng Xiaoyang et al. [7] hanno utilizzato polvere di dolomite leggermente calcinata, cloruro di ammonio e anidride carbonica come materie prime per preparare 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] ha proposto un metodo di separazione in due fasi utilizzando una soluzione di cloruro di ammonio, prima estrarre calcio seguito da magnesio.Il tasso di estrazione del calcio dalla dolomite ha superato il 95%.

Wang Dongyi et al. [10] ha preparato muscoli di idrossido di magnesio e carbonato di calcio attraverso un processo di calcinazione, distillazione di ammoniaca e precipitazione.Il prodotto preparato a base di bicchieri di carbonato di calcio ha raggiunto un rapporto di aspetto di 20, una bianchezza di 98.7, e un tasso di conversione di Ca2+ pari all'80,75%, con riciclaggio dei materiali durante l'intero processo.

04 Conclusioni

Le tecnologie attuali per la separazione del calcio e del magnesio dalla dolomite stanno avanzando rapidamente.e metodo salmura-dolomite ciascuno offre vantaggi e limitazioni distinteIl metodo di carbonizzazione presenta una tecnologia matura e un basso costo, ma deve affrontare sfide nel controllo della purezza.Il metodo di lisciviazione dell'ammonio offre un'efficienza di separazione superiore e un'elevata purezza del prodotto, ma comporta processi relativamente complessiIl metodo salmura-dolomite consente un utilizzo sinergico delle risorse di magnesio, ma ha difficoltà nello smaltimento del cloruro di calcio sottoprodotto.il tasso di estrazione del calcio si avvicina al 99%, in sostanza ottenendo "calcio senza magnesio" e gettando una solida base per la successiva preparazione di carbonato di calcio di alta purezza.