(中國粉體技術網/遠志)目前白云石一般也不進行復雜的選礦。因此,白云石的加工主要是(一)粉碎和篩分或分級——滿足應用領域對其粒度大小和粒度分布的要求;(二)對粉體進行表面處理或表面改性——滿足應用領域對其表面相容性的要求;(三)生產輕質碳酸鎂和輕質氧化鎂及鎂金屬。
(1)粉碎、分級
白云石的粉碎、分級一般均采用干法,常用的粉碎設備與石灰石相似。
(2)輕質碳酸鎂
輕質碳酸鎂是白色無定型粉體,易溶于酸,微溶于水,密度2.16g/cm3,熱穩定性較差,300°C開始分解,800~900°C即迅速分解為氧化鎂。輕質碳酸鎂是橡塑工業的高級無機填料、補強劑和良好的阻燃劑,高檔油墨、顏料、牙膏及化妝品的填充劑,高檔陶瓷、玻璃及防火涂料的原料。
用白云石生產輕質碳酸鎂的工藝流程如圖1所示。
生產過程及生產原理如下:
將白云石給入立窯中,在900~1000°C下進行煅燒,生成白云灰。其反應式如下:
MgCO3·CaCO3¾®MgO·CaO+CO2
將白云灰加水消化成白云灰乳。其反應式如下:
MgO·CaO+H2O¾®Mg(OH)2+Ca(OH)2
將適當濃度的灰乳用CO2氣碳化,則發生如下反應:
Ca(OH)2+CO2¾® CaCO3¯+ H2O
Mg(OH)2+CO2¾® MgCO3 ¯+ H2O
此時,由于CaCO3在水中溶解度小而沉淀出來,而當CO2分壓保持在2~3個大氣壓時,可有80~90% Mg(OH)2 與CO2反應生成 Mg(HCO3)2而被溶解,生成飽和碳酸氫鎂溶液,此時過濾,Mg++留在溶液中,CaCO3留在濾餅中,即可實現Ca++和Mg++的分離。
鈣鎂離子分離后的濾液是Mg(HCO3)2的過飽和溶液,稱為重鎂水,此時每升溶液中 氧化鎂含量只有20~30g 因此要將鎂富集。由于Mg(HCO3)2的熱穩定性差,可以將溶液加熱,使重鎂水分解,其反應式如下:
(X+Y) Mg(HCO3)2¾®X MgCO3·Y Mg(HO)2·ZH2O¯+ YCO2
生成堿式碳酸鎂沉淀。再將該沉淀物過濾、干燥、打散解聚即為成品。此時,濾液中含有一部分Mg++需要回收,可將此濾液回收用來消解白云灰,即可將Mg++回收利用。
影響輕質碳酸鎂產品質量的主要因素是:白云石的質量、煅燒工藝與設備、消化工藝與雜質脫除率、碳化工藝、Mg++富集及與Ca++的分離工藝及干燥脫水工藝等。輕質碳酸鎂生產對原料質量的要求是:CaO>54%, MgO>18.0%, SiO2<1.0%, Al2O3+ Fe2O3<1.0%。
(3)輕質氧化鎂
輕質氧化鎂為白色無定型粉體,熔點高達2800°C,易溶于酸,不溶于醇,具有很強的吸水性,與水作用生成氫氧化鎂,并逐漸吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鎂。
輕質氧化鎂可用作造紙、涂料、塑料、橡膠等的填料和補強劑,高級耐熱坩鍋和陶瓷的原料,還用作磨光劑、玻璃鋼的增塑劑、硅鋼片的表面涂層以及醫藥上的抗酸劑及輕瀉劑等。
用白云石生產輕質氧化鎂的工藝流程如圖2所示。
生產過程及生產原理如下:
輕質氧化鎂是以輕質碳酸鈣為原料,經高溫煅燒而成。其反應式如下:
X MgCO3·Y Mg(HO)2 ·ZH2O¯¾® MgO+CO2+ H2O
由于產品質量要求較高,目前一般采用固定床式間接煅燒爐(常用反射爐)來生產輕質氧化鎂。輕質碳酸鎂的生產工藝比較簡單。影響產品質量的主要因素是煅燒工藝和設備。
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