Foco em tecnologias de separação

01 Introdução: Gargalos e avanços na utilização global dos dolomitas

A dolomita é considerada um sal duplo composto por magnesita e calcita, com o principal componente químico CaMg(CO3) 2. Sua composição teórica (ω/%) é 21,7% MgO, 30,4% CaO e 47,90% CO2,frequentemente associadas a impurezas como quartzo e feldspato [1]A dolomita pura é branca, enquanto as variedades que contêm ferro aparecem cinzentas ou castanhas escuras, com superfícies desgastadas que se tornam castanhas.

Atualmente, a utilização do magnésio proveniente da dolomite em várias indústrias está relativamente bem desenvolvida, enquanto o desenvolvimento e a utilização do cálcio permanecem insuficientes.O cálcio é frequentemente utilizado para produzir materiais de construção ou enchimentos de baixo valor acrescentadoPor conseguinte, ao mesmo tempo em que se assegura o abastecimento de matérias-primas para as indústrias de metais a granel, como a siderurgia e a fundição de magnésio,Utilizando plenamente os recursos de cálcio e magnésio para desenvolver, produtos de cálcio e magnésio de elevado valor acrescentado, tornou-se um ponto de investigação importante no domínio da transformação profunda e do desenvolvimento global dos recursos minerais da dolomita [3].

A chave para utilizar plenamente os recursos de cálcio e magnésio da dolomita reside na separação eficiente de cálcio e magnésio, bem como na remoção eficaz dos componentes de impurezas.

02 Visão geral das principais tecnologias de separação de cálcio e magnésio

As tecnologias actuais para a separação de cálcio e magnésio e a remoção de impurezas da dolomita incluem principalmente o método de carbonização, o método de dissolução ácida, o método de lixiviação de amónio,Método salmoura-dolomita, e método de lixiviação por complexação [3].

2.1 Método de carbonização

O método de carbonização é a abordagem industrial mais comumente usada devido ao seu processo simples, baixo custo e facilidade de implementação industrial.Esta tecnologia baseia-se na diferença de solubilidade entre CaCO3 e Mg (((HCO3) 2) em soluções aquosas, alcançando a separação de cálcio e magnésio através do controlo do pH do ponto final do processo de carbonização [3].

O fluxo do processo é o seguinte: a dolomita é calcinada e digerida para produzir leite de cal de dolomita, que é então reagido com o CO2 purificado do gás do forno.O precipitado de CaCO3 e a água de magnésio pesado Mg ((HCO3) 2) são formadosApós a separação sólido-líquido, é obtido CaCO3 leve. O filtrado, água de magnésio pesado, é termicamente decomposto para produzir um intermediário básico de carbonato de magnésio,que é então calcinado para produzir MgO [3].

O método de carbonização oferece as vantagens de um processo simples e baixo custo de produção.dificultando o controlo preciso na produção realConsequentemente, os produtos de cálcio e magnésio resultantes apresentam frequentemente uma pureza relativamente baixa [3].carbonização secundária, carbonização sob pressão e carbonização assistida por aditivos.

2.2 Método de lixiviação de amónio

O método de lixiviação de amónio utiliza a fraca acidez das soluções de sal de amónio ((NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) para reagir com a cal dolomita digerida, produzindo soluções de sais de cálcio e magnésio.Dependendo dos requisitos, NH3 ou CO2 é então introduzido para obter os produtos de cálcio e magnésio correspondentes [5]. Este método envolve reacções leves, é fácil de operar,separa eficazmente o cálcio e o magnésio da dolomite, e produz produtos de alta pureza.

2.3 Método salmoura-dolomita

O método salmoura-dolomita envolve a adição de cal de dolomita digerida por gotas em salmoura (MgCl2) para produzir hidróxido de magnésio.enquanto o filtrado é posteriormente processado para preparar CaCO3 [5]Os benefícios deste método incluem o baixo custo do processo e a poluição mínima.obtenção de separação relativamente completa de cálcio e magnésioNo entanto, uma desvantagem significativa é a geração de grandes quantidades de solução de cloreto de cálcio como subproduto, que é difícil de manipular [5].

03 Progresso da investigação em tecnologias de separação

3.1 Melhorias no método de separação por carbonização

Wang Wenze et al. [6] preparou CaCO3 leve usando um método de carbonização por transferência de fase com pó de dolomita calcinada como matéria-prima.foram determinadas as condições de transferência de fase otimizadas: relação líquido-sólido de 20 ml/g, n (citrato de amónio): n (CaO) = 4:3, temperatura de reacção de 20°C e tempo de reacção de 10 min. As condições de carbonização otimizadas foram:6, com um caudal de CO2 de 0,6 L/min, uma temperatura de reacção de 65°C e uma velocidade de agitação de 550 r/min. Nestas condições, foi produzido carbonato de cálcio com uma pureza de 98,18%,que apresentam tamanho de partícula uniforme e boa dispersãoApós dois ciclos de separação de cálcio e magnésio a partir do pó de dolomita calcinada, foi essencialmente obtido "cálcio livre de magnésio", melhorando significativamente a pureza do produto de cálcio.

Wang Xin et al. [11] investigaram a extração de cálcio a partir de pó de dolomita calcinada usando uma solução de ácido cítrico-amônio. As taxas de extração de Ca2+ e Mg2+ atingiram 99,34% e 6,11%, respectivamente.respectivamenteA carbonização do citrato de cálcio produziu um CaCO3 leve de tipo calcite com ω ((CaCO3) = 98,2% e uma morfologia semelhante a um fuso.Produzida uma amostra de MgO com ω ((MgO) = 990,2% e uma forma curta em forma de barra.

3.2 Progresso na separação por lixiviação de amónio

Fan Yuanyang et al.[5] utilizou cal de dolomita e uma solução reciclada de amônia como matérias-primas para preparar bicos de carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio através de um processo cíclico de destilação de amôniaEm experimentos cíclicos, foi identificada uma proporção molar ideal de Ca/Mg para sal de amônio de 1:2, alcançando taxas de extração de 91,32% para Ca2+ e 90.95% para Mg2+O estudo confirmou que três ciclos eram ideais para a preparação de bigodes de carbonato de cálcio, com o produto a atingir um teor de carbonato de cálcio de 98%.

Deng Xiaoyang et al. [7] utilizaram pó de dolomita levemente calcinado, cloreto de amónio e dióxido de carbono como matérias-primas para preparar 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] propôs um método de separação em duas etapas usando uma solução de cloreto de amônio, primeiro extraindo cálcio seguido de magnésio.A taxa de extracção de cálcio da dolomite excedeu 95%.

Wang Dongyi et al. [10] prepararam bigodes de hidróxido de magnésio e carbonato de cálcio através de um processo de calcinação, destilação de amônia e precipitação.O produto preparado de bigode de carbonato de cálcio alcançou uma relação de aspecto de 20, uma brancura de 98.7, e uma taxa de conversão de Ca2+ de 80,75%, com reciclagem de materiais durante todo o processo.

04 Conclusão

As tecnologias actuais de separação de cálcio e magnésio da dolomita estão a avançar rapidamente.e método salmoura-dolomita, cada um oferece vantagens e limitações distintasO método de carbonização apresenta tecnologia madura e baixo custo, mas enfrenta desafios no controlo da pureza.O método de lixiviação de amónio proporciona uma eficiência de separação superior e uma elevada pureza do produto, mas envolve processos relativamente complexosO método salmoura-dolomita permite uma utilização sinérgica dos recursos de magnésio, mas dificulta a eliminação do cloreto de cálcio, subproduto.As taxas de extracção de cálcio aproximam-se de 99%, conseguindo essencialmente "calcio livre de magnésio" e estabelecendo uma base sólida para a preparação subsequente de carbonato de cálcio de alta pureza.