Skoncentruj się na technologiach separacji

01 Wprowadzenie: wąskie gardła i przełomy w kompleksowym wykorzystaniu dolomitu

Dolomit jest uważany za podwójną solę składającą się z magnezytu i wapnia, z głównym składnikiem chemicznym CaMg(CO3) 2. Jego teoretyczny skład (ω/%) wynosi 21,7% MgO, 30,4% CaO i 47,90% CO2,często związane z zanieczyszczeniami, takimi jak kwarc i feldspat [1]Czysty dolomit jest biały, podczas gdy odmiany zawierające żelazo wyglądają na szary lub ciemnobrązowy, a wygospodarowane powierzchnie zmieniają kolor na brązowy.

Obecnie wykorzystanie magnezu z dolomitu w różnych gałęziach przemysłu jest stosunkowo dobrze rozwinięte, podczas gdy rozwój i wykorzystanie wapnia pozostają niewystarczające.Węgiel jest często wykorzystywany do produkcji materiałów budowlanych o niskiej wartości dodanej lub wypełniaczyW związku z tym, jednocześnie zapewniając zaopatrzenie w surowce dla przemysłu metalowego, takiego jak hutnictwo stalowe i hutnictwo magnezu,w pełni wykorzystując zarówno zasoby wapnia, jak i magnezu w celu opracowania wysokiej czystości, wysokiej wartości dodanej produktów wapnia i magnezu, stała się centrum badawczym w zakresie głębokiego przetwarzania i kompleksowego rozwoju zasobów mineralnych dolomitu [3].

Kluczem do pełnego wykorzystania zasobów wapnia i magnezu w dolomicie jest skuteczne oddzielenie wapnia i magnezu oraz skuteczne usuwanie składników zanieczyszczeń.

02 Przegląd głównych technologii separacji wapnia i magnezu

Obecne technologie separacji wapnia-magnezu i usuwania zanieczyszczeń z dolomitu obejmują głównie metodę węglowodania, metodę rozpuszczania kwasowego, metodę wydalania amonu,metoda soli solnej i dolomitu, oraz metodę wycierania kompleksów [3].

2.1 Metoda karbonizacji

Metoda węglowania jest najczęściej stosowanym podejściem przemysłowym ze względu na prosty proces, niskie koszty i łatwość wdrożenia przemysłowego.Technologia ta opiera się na różnicy rozpuszczalności między CaCO3 a Mg (((HCO3) 2) w roztworach wodnych, osiągając separację wapnia i magnezu poprzez kontrolę pH punktu końcowego procesu węglowodania [3].

Przepływ procesu następuje następująco: dolomit jest kalcinowany i trawiony w celu wytworzenia dolomitowego mleka wapnia, które następnie reaguje z oczyszczonym CO2 z gazu piecowego.Powstaje osad CaCO3 i Mg ((HCO3) 2 ciężka woda magnezuPo oddzieleniu stałego i ciekłego otrzymuje się lekki CaCO3. Filtrat, ciężka woda magnezu, jest rozkładany termicznie w celu wytworzenia podstawowego środka pośredniego węglanu magnezu,który następnie kalcynuje się w celu wytworzenia MgO [3].

Metoda węglowania oferuje zalety prostego procesu i niskich kosztów produkcji.utrudnianie dokładnej kontroli w rzeczywistej produkcjiW rezultacie otrzymane produkty wapnia i magnezu często wykazują stosunkowo niską czystość [3]. W celu rozwiązania tego problemu opracowano różne ulepszone technologie, w tym odzyskiwanie partii,wtórne węglowanie, węglowanie pod ciśnieniem i węglowanie wspomagane dodatkami.

2.2 Metoda wycierania amonu

Metody wycierania amonu wykorzystują słabą kwasowość roztworów soli amonu ((NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) do reakcji z strawionym wapnem dolomitowym, wytwarzając roztwory soli wapnia i magnezu.W zależności od wymagań, NH3 lub CO2 wprowadza się w celu uzyskania odpowiednich produktów wapnia i magnezu [5]. Metoda ta wiąże się z łagodnymi reakcjami, jest łatwa w obsłudze,skutecznie oddziela wapń i magnez z dolomitu, i daje produkty o wysokiej czystości.

2.3 Metoda soli solnej i dolomitu

W metodzie solankowo-dolomitowej do soli solnej (MgCl2) dodaje się kroplówkę strawionego dolomitowego wapna w celu wytworzenia wodorotlenku magnezu. Po filtracji i suszeniu otrzymuje się proszek Mg(OH) 2,podczas gdy filtrat jest dalej przetwarzany w celu uzyskania CaCO3 [5]Zaletami tej metody są niskie koszty procesu i minimalne zanieczyszczenie.osiągnięcie stosunkowo pełnego oddzielenia wapnia i magnezuJednakże istotną wadą jest wytwarzanie dużych ilości roztworu chlorku wapnia jako produktu ubocznego, który jest trudny do przetworzenia [5].

03 Postęp badawczy w zakresie technologii separacji

3.1 Poprawy w separacji metodą karbonizacji

Wang Wenze et al. [6] przygotował lekki CaCO3 za pomocą metody węglowodania fazowo-transferowego z kalcynowanym proszkiem dolomitu jako surowcem.określono optymalizowane warunki transferu fazy: stosunek płynny do stałego 20 mL/g, n ((citrat amonu): n ((CaO) = 4:3Optymalizowane warunki karbonizacji wynosiły: pH końcowy 7.6, przepływ CO2 0,6 l/min, temperatura reakcji 65°C i prędkość mieszania 550 r/min. W tych warunkach uzyskano węglan wapnia o czystości 98,18%,wykazujące jednolity rozmiar cząstek i dobrą dyspersjęPo dwóch cyklach oddzielenia wapnia i magnezu z kalcynowanym proszkiem dolomitu osiągnięto zasadniczo "wolny od magnezu wapń", co znacząco poprawiło czystość produktu wapniowego.

Wang Xin et al. [11] badali ekstrakcję wapnia z kalcynującego proszku dolomitu za pomocą roztworu kwasu cytrynowo-amonowego.odpowiednioWęglowodanie cytranu wapnia wytworzyło lekki CaCO3 typu wapnia z ω ((CaCO3) = 98,2% i morfologią rodzinną.wyprodukowano próbkę MgO z ω ((MgO) = 990,2% i ma krótki kształt pręta.

3.2 Postęp w separacji amonu przez wycieranie

Fan Yuanyang et al.[5] wykorzystano wapń dolomitową i roztwór recyklingu amoniaku jako surowce do przygotowania wąsków węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu poprzez cykliczny proces destylacji amoniakuW eksperymentach cyklicznych zidentyfikowano optymalny stosunek Ca/Mg do soli amonowej w proporcji 1: 2, osiągając szybkość ekstrakcji 91,32% dla Ca2+ i 90.95% dla Mg2+Badanie potwierdziło, że trzy cykle były optymalne do przygotowania wąsów z węglanu wapnia, przy czym produkt osiągał zawartość węglanu wapnia 98%.

Deng Xiaoyang et al. [7] użyli lekko skalcinowanego proszku dolomitu, chlorku amonu i dwutlenku węgla jako surowców do przygotowania dobrze ukształtowanego, 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] zaproponowali metodę separacji w dwóch etapach przy użyciu roztworu chlorku amonu, najpierw ekstrakcji wapnia, a następnie magnezu.Wynik ekstrakcji wapnia z dolomitu przekroczył 95%.

Wang Dongyi et al. [10] przygotowywał wodorotlenek magnezu i wąsy węglanu wapnia poprzez proces kalcynacji, destylacji amoniaku i opadów.Przygotowany produkt z wąsów z węglanu wapnia osiągnął współczynnik 20, białość 98.7, a współczynnik konwersji Ca2+ wynosi 80,75%, przy czym materiał jest poddawany recyklingowi przez cały proces.

04 Wniosek

Obecne technologie separacji wapnia i magnezu z dolomitu szybko się rozwijają.i metody solankowo-dolomitowej, każda z nich ma różne zalety i ograniczenia.Metody karbonizacji charakteryzują się dojrzałą technologią i niskimi kosztami, ale stoją przed wyzwaniami w zakresie kontroli czystości.Metoda wydalania amonu zapewnia wyższą wydajność separacji i wysoką czystość produktu, ale obejmuje stosunkowo złożone procesyMetodą solankowo-dolomitową możliwe jest synergistyczne wykorzystanie zasobów magnezu, ale zmaga się z usuwaniem chlorku wapnia jako produktu ubocznego.Wskaźniki ekstrakcji wapnia zbliżają się do 99%, osiągając zasadniczo "wolny od magnezu wapń" i tworząc solidne podstawy dla późniejszego przygotowania węglanu wapnia o wysokiej czystości.