Фокус на сепарационные технологии

01 Введение: Узкие места и прорывы в комплексном использовании доломитов

Доломит считается двойной солью, состоящей из магнезита и кальцита, с основным химическим компонентом CaMg(CO3) 2. Его теоретический состав (ω/%) составляет 21,7% MgO, 30,4% CaO и 47,90% CO2,часто ассоциируется с примесями, такими как кварц и фельдспарт [1]Чистый доломит белый, в то время как железосодержащие сорта выглядят серыми или темно-коричневыми, с выветрившимися поверхностями, превращающимися в коричневые.

В настоящее время использование магния из доломита в различных отраслях промышленности относительно хорошо развито, в то время как разработка и использование кальция остаются недостаточными.Кальций часто используется для производства малоценных строительных материалов или наполнителейПоэтому, обеспечивая поставки сырья для металлургической промышленности, такой как сталелитейная промышленность и литье магния,полностью используя как кальций, так и магний для разработки высокочистых, продуктов кальция и магния с высокой добавленной стоимостью, стала центром исследований в области глубокой переработки и всесторонней разработки минеральных ресурсов доломита [3].

Ключ к полному использованию ресурсов кальция и магния в доломите заключается в эффективном отделении кальция и магния, а также эффективном удалении компонентов примесей.

02 Обзор основных технологий отделения кальция и магния

Современные технологии для отделения кальция и магния и удаления примесей из доломита в основном включают метод карбонизации, метод кислотного растворения, метод выщелачивания аммиака,метод соломенного доломита, и методом выщелачивания комплексации [3].

2.1 Способ карбонизации

Метод карбонизации является наиболее часто используемым промышленным подходом из-за его простого процесса, низкой стоимости и простоты промышленной реализации.Эта технология основана на разнице в растворимости между CaCO3 и Mg ((HCO3) 2) в водных растворах., достигая отделения кальция и магния путем контроля pH конечной точки процесса карбонизации [3].

Процесс протекает следующим образом: доломит кальцинируется и переваривается для получения доломитного молока из известняка, которое затем реагирует с очищенным CO2 из газа печи.Образуются осадок CaCO3 и Mg(HCO3)2 тяжелая вода магнияПосле твердо-жидкого разделения получается легкий CaCO3. Фильтрат, тяжелая вода магния, термически разлагается для получения базового карбоната магния,который затем кальцинируется для получения MgO [3].

Метод карбонизации предлагает преимущества простого процесса и низкой стоимости производства.затруднение точного контроля в фактическом производствеСледовательно, полученные продукты кальция и магния часто имеют относительно низкую чистоту [3].вторичная карбонизация, углеродные под давлением и углеродные добавки.

2.2 Способ выщелачивания аммиака

Метод выщелачивания аммиака использует слабую кислотность растворов соли аммиака ((NH4) 2SO4, NH4Cl, NH4NO3) для реакции с переваритым доломитовым известком, получая растворы солей кальция и магния.В зависимости от требований, NH3 или CO2 для получения соответствующих продуктов кальция и магния [5]. Этот метод включает легкие реакции, прост в эксплуатации,эффективно отделяет кальций и магний от доломита, и дает высокочистые продукты.

2.3 Способ соломенного доломита

Метод соломенного доломита включает добавление переваритого доломитового известняка каплями в солевой соль (MgCl2) для получения гидроксида магния. После фильтрации и сушки получается порошок Mg(OH) 2,в то время как фильтрат далее обрабатывается для получения CaCO3 [5]Преимущества этого метода включают низкую стоимость процесса и минимальное загрязнение.достижение относительно полного отделения кальция и магнияОднако существенным недостатком является производство большого количества раствора хлорида кальция в качестве побочного продукта, с которым трудно справиться [5].

03 Прогресс исследований в области технологий разделения

3.1 Усовершенствования метода карбонизации

Wang Wenze et al. [6] изготовили легкий CaCO3 с использованием метода фазопередачи карбонизации с кальцинированным порошком доломита в качестве сырья.были определены оптимальные условия фазового переноса: соотношение жидкости к твердому веществу 20 мл/г, n ((амониевый цитрат): n ((CaO) = 4:3Оптимизированные условия карбонизации были: конечная точка pH 7.6При таких условиях был получен карбонат кальция чистотой 98,18%.обладающие единым размером частиц и хорошей диспергируемостьюПосле двух циклов отделения кальция и магния от кальцинированного порошка доломита, "кальций без магния" был достигнут, что значительно улучшило чистоту кальциевого продукта.

Wang Xin et al. [11] исследовали экстракцию кальция из кальцинированного порошка доломита с использованием citric acid-амониевого раствора.соответственноУглеродный цитрат кальция дает легкий КаСО3 типа кальцита с ω ((CaCO3) = 98,2% и морфологией, похожей на шпиндель.получен образец MgO с ω ((MgO) = 990,2% и короткой прутчатой формы.

3.2 Прогресс в отделении аммиака путем выщелачивания

Фань Юаньян и др.[5] использовали доломитный известняк и раствор переработанного аммиака в качестве сырья для приготовления карбонат кальция и гидроксид магния через циклический процесс дистилляции аммиакаВ циклических экспериментах было выявлено оптимальное молярное соотношение Ca/Mg к аммиачной соли 1:2, достигнув скорости экстракции 91,32% для Ca2+ и 90.95% для Mg2+Исследование подтвердило, что три цикла были оптимальными для приготовления усов из карбоната кальция, причем продукт достигает содержания карбоната кальция 98%.

Deng Xiaoyang et al. [7] использовали в качестве сырья легко отапливаемый порошок доломита, хлорид аммония и углекислый газ для приготовления хорошо сформированного, 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.

Цзя Сяохуэй и др. [8] предложили двухступенчатый метод отделения с использованием раствора хлорида аммония, сначала извлекая кальций, а затем магний.Уровень экстракции кальция из доломита превысил 95%.

Wang Dongyi et al. [10] приготовили гидроксид магния и карбонат кальция через процесс кальцинирования, дистилляции аммиака и осаждения.Приготовленный продукт из карбоната кальция достиг соотношения сторон 20, белость 98.7, и коэффициент преобразования Ca2+ 80,75%, при этом материал перерабатывается на протяжении всего процесса.

04 Заключение

Текущие технологии отделения кальция и магния из доломита быстро развиваются.и соле-доломитовый метод каждый предлагает различные преимущества и ограниченияМетод карбонизации имеет зрелую технологию и низкую стоимость, но сталкивается с проблемами в контроле чистоты.Метод выщелачивания аммиака обеспечивает превосходную эффективность отделения и высокую чистоту продукта, но включает относительно сложные процессыМетод соломенного доломита позволяет использовать ресурсы магния в синергетическом режиме, но имеет проблемы с удалением побочного продукта хлорида кальция.Уровень экстракции кальция приближается к 99%, по существу достигая "кальция без магния" и закладывая прочную основу для последующего приготовления высокочистого карбоната кальция.