专利名称：利用盐湖卤水制备高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙的方法
技术领域：
本发明属于盐湖卤水综合利用技术领域，涉及一种利用盐湖卤水生产高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙、硫酸钡和氯化钠的工艺。
背景技术：
目前利用卤(海)水为原料生产氢氧化镁的方法有以下几种
(1)烧碱卤水法，以氯化镁或过滤后的卤水为原料，加入氢氧化钠进行沉淀反应，得到氢氧化镁；优点是反应速度快，条件易控制，产品纯度高；缺点是产品难过滤，原料成本较高，对设备材质要求高；
(2)氨水法，以氯化镁或过滤后的卤水为原料，以氨水为沉淀剂在反应釜中进行反应， 反应前加入一定量的晶种，反应温度控制在40°C左右，反应完后，沉淀物经过滤、洗涤、烘干、粉碎等工序处理，制得氢氧化镁产品；优点是生成的氢氧化镁结晶度较高，沉淀速度快， 易于过滤和洗涤，产品纯度高，反应温度低，条件易控制；缺点是原料成本高于乳浆法，操作条件恶劣；
(3)硫氢化钠法，用盐湖卤水或氯化镁与硫氢化钠反应，得到氢氧化镁产品；优点是反应速度快，产品纯度较高；缺点是产品难过滤，原料成本较高，对设备材质要求高；
(4)石灰卤水法，以氯化镁或过滤后的卤水为原料，与消化除渣后的石灰乳反应，反应后再经过滤、洗涤、烘干、粉碎等工序处理，制得氢氧化镁产品；优点是生产成本较低；缺点是杂质含量高。目前国内制备纳米碳酸钙的方法主要有间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜分散微结构反应器法等。针对目前我国利用卤(海)水为原料生产氢氧化镁技术的不足，有待研发一种能高效利用卤水，并可大规模生产氢氧化镁的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用盐湖卤水制备高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙的方法，利用天然盐湖商水和石灰乳，生产高纯的氢氧化镁，并联产纳米碳酸钙、硫酸钡和氯化钠。本发明是通过以下技术方案实现的
利用盐湖卤水制备高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙的方法，包括以下步骤 (1)原料的净化将卤水加热到50-90°C，用硅藻土进行过滤，滤去杂质后得精制卤水； (2)硫酸根的去除把氯化钡缓慢加入精制卤水中，其中加入量按精制卤水中 SO42-与氯化钡中Ba2+的当量比为1:1计算，控制温度在30-60°C，反应0. 5-2小时，保温陈化，0. 5-1. 5小时，离心分离得硫酸钡产品和母液I ；
(3)氢氧化镁的制备把消化好的石灰乳缓慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+与母液I中的Mg2+的当量比为1. 05-1. 50 1计算，控制温度在50_90°C，加料时间1-3小时，反应2-4小时，保温陈化2-3小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼和母液 II ；
(4)高纯氢氧化镁的制备将氢氧化镁湿饼用质量为氢氧化镁质量20-50倍的去离子水在常温下进行洗涤，然后在100-12(TC下烘干即得高纯氢氧化镁；
(5)纳米碳酸钙的制备在母液II中缓慢加入碳酸钠溶液，其中加入量按母液II中Ca2+ 与碳酸钠中CO:当量比为1 -1. 2 :1计算，控制温度在30-100°C，加料时间1_8小时，反应
2-6小时，保温陈化2-5小时，然后进行固液分离，得到粒径0.Olum-IOum的纳米碳酸钙和母液III ；
(6)氯化钠的制备将母液III进行滩田蒸发，即得氯化钠固体。运城盐湖属内陆硫酸盐型盐湖，卤水属Na+、Mg2+//S042_、CF 一 H2O四元交互体系， 多年来，一直沿袭夏季养卤，冬季析硝，以十水芒硝为原料生产元明粉的工艺，由于单一提取硫酸钠，使得镁盐富集，不仅影响元明粉的产品质量，而且造成镁资源的白白浪费。为充分利用盐湖资源，生产高附加值产品，利用本发明方法来生产高纯氢氧化镁，包括以下步骤
(1)将卤水加热到50-65°C，用硅藻土进行过滤，滤去杂质后得精制卤水，测得卤水中 SO42-含量为 40g/L ；
(2)把氯化钡缓慢加入精制卤水中，按硫酸根与钡离子的当量比为1:1进行配料，，温度控制在30-45°C，反应时间2小时，离心分离得硫酸钡产品和母液I ；
(3)把消化好的石灰乳缓慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+与母液I中的Mg2+的当量比为1. 05 1计算，控制温度在70-90°C，加料时间1小时，反应2小时，保温陈化2小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼和母液II ；
(4)将氢氧化镁湿饼用质量为氢氧化镁质量35倍的去离子水在常温下进行洗涤，然后在100-110°C下烘干即得纯度为98. 2%的氢氧化镁；
(5)在母液II中缓慢加入碳酸钠溶液，其中加入量按母液II中Ca2+与碳酸钠中CO:当量比为1. 2 1计算，控制温度在30-50°C，加料时间5小时，反应2小时，保温陈化3小时， 然后进行固液分离，得到粒径0. Olum-IOum的纳米碳酸钙和母液III ；
(6)氯化钠的制备将母液III进行滩田蒸发，即得氯化钠固体。与现有技术相比，本发明具有如下优点
(1)对卤水实现了完全的综合利用，无任何三废产生，对环境无任何污染；
(2)以卤水和石灰乳为原料生产高纯氢氧化镁，采用独有的消化除杂技术，得到含钙低的高纯氢氧化镁，所得产品质量高且稳定，容易实现大规模生产；
(3)生产完氢氧化镁的母液与纳米碳酸钙、氯 化钠联产，该法生产的碳酸钙白度好，纯度高；
(4)为卤水综合利用找到一条经济效益好的途径。
图1为本发明工艺流程框图。
具体实施方式
实施例1
取S042_含量为48g/L的卤水IL与含104g氯化钡的饱和溶液反应，在35°C下反应30 分钟，保温陈化1小时后，进行固液分离，得115g硫酸钡和母液I 1. 35L ；把1. 7升消化好的固含量为15%的石灰乳缓慢的加入母液I中，控制反应温度在80°C，加料时间1. 5小时， 反应2小时，保温陈化2小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼360g和母液II 2. 86L， 氢氧化镁湿饼用7200g的去离子水在常温下进行洗涤后，在110°C下烘3小时制备出主含量为98. 02%的高纯氢氧化镁产品174g ；在母液II中缓慢加入四0 g碳酸钠的饱和溶液进行反应，反应温度控制在50-70°C，加料时间5小时，反应5小时，保温陈化5小时，然后进行固液分离，得到纳米碳酸钙275g和母液III 3. 25L，把母液III进行蒸发得到氯化钠固体85g。实施例2
取S042_含量为55g/L的卤水IL与含119g氯化钡的饱和溶液反应，在50°C下反应50 分钟，保温陈化1. 5小时后，进行固液分离，得130g硫酸钡和母液I 1. 55L ；把1. 95升消化好的固含量为15%的石灰乳缓慢的加入母液I中，控制反应温度在75°C，加料时间3小时， 反应4小时，保温陈化2小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼415g和母液II 3. 28L, 氢氧化镁湿饼用16600g的去离子水在常温下进行洗涤后，在100°C下烘2. 5小时制备出主含量为98. 11%的高纯氢氧化镁产品200g ；在母液II中缓慢加入335g碳酸钠的饱和溶液进行反应，反应温度控制在90-100°C，加料时间1小时，反应2小时，保温陈化2小时，然后进行固液分离，得到纳米碳酸钙315g和母液III 3. 70L，把母液III进行蒸发得到氯化钠固体 96g。实施例3
取S042_含量为60g/L的卤水IL与含130g氯化钡的饱和溶液反应，在30°C下反应120 分钟，保温陈化0. 5小时后，进行固液分离，得145g硫酸钡和母液I 1. 80L ；把2. 1升消化好的固含量为14%的石灰乳缓慢的加入母液I中，控制反应温度在85°C，加料时间2小时， 反应3小时，保温陈化1小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼445g和母液II 3.75L， 氢氧化镁湿饼用22250g的去离子水在常温下进行洗涤后，在120°C下烘2小时制备出主含量为98. 30%的高纯氢氧化镁产品220g ；在母液II中缓慢加入360g碳酸钠的饱和溶液进行反应，反应温度控制在30-50°C，加料时间8小时，反应6小时，保温陈化3. 5小时，然后进行固液分离，得到纳米碳酸钙355g和母液III 4. 2L，把母液III进行蒸发得到氯化钠固体105g。实施例4
取S042_含量为40g/L的卤水IL与含130g氯化钡的饱和溶液反应，在60°C下反应90 分钟，保温陈化0. 5小时后，进行固液分离，得145g硫酸钡和母液I 1. 80L ；把2. 1升消化好的固含量为14%的石灰乳缓慢的加入母液I中，控制反应温度在90°C，加料时间1小时， 反应2小时，保温陈化3小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼445g和母液II 3.75L， 氢氧化镁湿饼用13350g的去离子水在常温下进行洗涤后，在110°C下烘3小时制备出主含量为98. 23%的高纯氢氧化镁产品220g ；在母液II中缓慢加入385g碳酸钠的饱和溶液进行反应，反应温度控制在70-90°C，加料时间3小时，反应4小时，保温陈化3. 5小时，然后进行固液分离，得到纳米碳酸钙360g和母液III 4. 3L，把母液III进行蒸发得到氯化钠固体110g。
权利要求
1. 一种利用盐湖卤水制备高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙的方法，其特征是包括以下步骤(1)原料的净化将卤水加热到50-90°C，用硅藻土进行过滤，滤去杂质后得精制卤水； (2)硫酸根的去除把氯化钡缓慢加入精制卤水中，其中加入量按精制卤水中中 SO42-与氯化钡中Ba2+的当量比为1:1计算，控制温度在30-60°C，反应0. 5-2小时，保温陈化，0. 5-1. 5小时，离心分离得硫酸钡产品和母液I ；(3)氢氧化镁的制备把消化好的石灰乳缓慢加入到母液I中，其中加入量按石灰乳中Ca2+与母液I中的Mg2+的当量比为1. 05-1. 50 1计算，控制温度在50_90°C，加料时间1-3小时，反应2-4小时，保温陈化2-3小时，然后进行固液分离，得氢氧化镁湿饼和母液 II ；(4)高纯氢氧化镁的制备将氢氧化镁湿饼用质量为氢氧化镁质量20-50倍的去离子水在常温下进行洗涤，然后在100-12(TC下烘干即得高纯氢氧化镁；(5)纳米碳酸钙的制备在母液II中缓慢加入碳酸钠溶液，其中加入量按母液II中Ca2+ 与碳酸钠中CO:当量比为1 -1. 2 :1计算，控制温度在30-100°C，加料时间1_8小时，反应2-6小时，保温陈化2-5小时，然后进行固液分离，得到粒径0.Olum-IOum的纳米碳酸钙和母液III ；(6)氯化钠的制备将母液III进行滩田蒸发，即得氯化钠固体。
全文摘要
本发明公开了一种利用盐湖卤水制备高纯氢氧化镁并联产纳米碳酸钙的方法，属于盐湖卤水综合利用技术领域。包括以下步骤原料的净化；把氯化钡加入精制卤水中，离心分离得硫酸钡产品和母液Ⅰ；把消化好的石灰乳加入到母液Ⅰ中,进行固液分离,得氢氧化镁湿饼和母液Ⅱ；将氢氧化镁湿饼用去离子水在常温下进行洗涤，得高纯氢氧化镁；在母液Ⅱ中加入碳酸钠溶液，进行固液分离,得到纳米碳酸钙和母液Ⅲ；将母液Ⅲ进行滩田蒸发，得氯化钠固体。本发明对卤水实现了完全的综合利用，无任何三废产生，对环境无任何污染；采用独有的消化除杂技术，得到含钙低的高纯氢氧化镁，所得产品质量高且稳定，容易实现大规模生产；碳酸钙白度好，纯度高。
文档编号C01F5/22GK102320632SQ201110246618
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者张淑样, 王兰君, 苏刚, 荆小兵, 许涛, 高战备, 高秀云 申请人:南风化工集团股份有限公司