一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺及系统，菱镁矿经过塔式复热竖窑一煅烧后生成轻烧镁和CO2，CO2经窑气净化装置处理后进入碳化塔内进行碳化反应；轻烧镁粉碎后进入消化池内进行消化反应；消化后的产物进入碳化塔内；碳化完成的溶液送至板框压滤机，预热后打入热解塔中热解，生成悬浮状的碱式碳酸镁和CO2；碱式碳酸镁经过滤器脱水后送入塔式复热竖窑二内进行煅烧，生成高纯氧化镁和CO2，CO2送入窑气净化装置；窑气净化装置回收的余热用于预热重镁水和碳酸镁煅烧。本发明专利技术克服了现有技术中存在的问题，CO2和热量的回收利用率高，实现低碳环保的目标，且产品纯度高、品质性能可调控。可调控。可调控。

【技术实现步骤摘要】
一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺及系统


[0001]本专利技术涉及菱镁矿碳化法生产
，尤其涉及一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺及系统。

技术介绍

[0002]我国要力争在2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和，而作为二氧化碳排放大户，钢铁行业必须尽早采取有力措施，加大力度推动绿色低碳发展。镁冶炼行业必须采用生产效率高、能耗低、环保达标、资源综合利用效果好、安全可靠的先进生产工艺系统。其中煅烧系统应采用节能环保型回转窑、以气体为燃料的可控竖窑等先进煅烧设备，确保实现安全高效、节能降耗、绿色循环的发展目标。
[0003]我国目前主要采用菱镁矿煅烧法来生产高纯氧化镁，其生产工艺流程如图2所示。
[0004]生产过程为：菱镁矿在竖窑内煅烧分解成轻烧镁和CO2，轻烧镁冷却后粉碎、加水消化，然后送至碳化塔内进行碳酸化反应。碳化完成液脱水后在分解塔内进行热解，分解后的悬浮液过滤再经高温焙烧，即生成高纯氧化镁。其过程反应式如下：
[0005]煅烧：MgCO3→
MgO+CO2↑
[0006]消化：MgO+H2O
→
Mg(OH)2↓
[0007]碳化：Mg(OH)2↓
+2CO2→
Mg(HCO3)2[0008]热解：5Mg(HCO3)3→
4MgCO3·
Mg(OH)2·
4H2O+6CO2↑
[0009]焙烧：4MgCO3·
Mg(OH)2·
4H2O
→
5MgO+4CO2↑
+5H2O
[0010]上述生产工艺的物耗及能耗均较高，并且排放大量的CO2和粉尘，导致生态破坏及环境污染严重；
①
、
②
、
③
三个工艺过程分别在三个工厂进行分段生产，上、下工序之间不能有效衔接，难以控制产品的品质及性能，致使产品质量不稳定，市场适应能力差；另外，普通反射窑的煅烧温度和时间不均衡，产生的MgO活性低、CO2浓度低，不能用于生产高纯氧化镁；普通反射窑采用＞100mm菱镁矿块料进行煅烧，100mm以下矿石资源浪费，菱镁矿资源利用率低。
[0011]我国的氧化镁企业生产规模小、设备陈旧、产品单一、经济效益差。随着冶金、塑料、橡胶、油漆、造纸等行业的发展，对高纯氧化镁的需求量和产品种类呈逐年上升趋势。虽然我国是一个镁盐大国，但国内市场需求的精细氧化镁和碳酸镁仍需依赖进口，严重地影响了氧化镁和碳酸镁企业的经济效益。如何充分发挥我国镁资源丰富的优势，在扩大生产规模的同时，引进新技术，解决碳化法污染环境、成本过高等问题，发展高纯、高附加值、功能化产品是近阶段行业发展的目标。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供了一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺及系统，能够克服现有技术中存在的问题，CO2和热量的回收利用率高，实现低碳环保的目标，且产品纯度高、品质性能可调控。
[0013]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0014]一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺，包括如下步骤：
[0015]1)菱镁矿经过塔式复热竖窑一煅烧后生成轻烧镁和CO2，CO2经窑气净化装置进行除尘、换热冷却处理，处理后的CO2经空压机进入碳化塔内进行碳化反应；
[0016]2)步骤1)制得的轻烧镁粉碎后，进入消化池内进行消化反应，消化温度为50～70℃，消化时间为30～60min；
[0017]3)步骤2)中经消化后的产物进入碳化塔内，与CO2共同进行碳化反应，碳化温度为 30～40℃；
[0018]4)碳化完成的溶液放入碳化液存储池，送至板框压滤机进行固液分离，分离出的重镁水放入重镁水存储池；采用窑气净化装置与CO2换热后的余热对重镁水进行预热，预热后的重镁水打入热解塔中热解，生成悬浮状的碱式碳酸镁和CO2；
[0019]5)将碱式碳酸镁放入碳酸镁存储池中，再经过滤器进行脱水，脱水后的产物送入塔式复热竖窑二内，通入窑气净化装置与CO2换热后的余热进行煅烧，生成高纯氧化镁和CO2， CO2送入窑气净化装置进行除尘、换热冷却处理后用于碳化反应；经过滤装置过滤后的滤液放入滤液存储池内。
[0020]所述步骤1)中，塔式复热竖窑一煅烧菱镁矿时采用富氧燃烧方式。
[0021]所述窑气净化装置与CO2换热后的余热通过余热风管收集，并送至重镁水存储池用于预热重镁水，以及送至塔式复热竖窑二用于煅烧脱水后的碱式碳酸镁。
[0022]所述消化池内的消化液为水，或者是引自滤液存储池的废液。
[0023]一种低碳循环制备高纯氧化镁的系统，包括塔式复热竖窑一、塔式复热竖窑二、窑气净化装置、碳化塔、板框压滤机、热解塔、过滤器、消化池、碳化液存储池、重镁水存储池、碳酸镁存储池及滤液存储池；所述塔式复热竖窑一顶部的CO2出口通过CO2管道一连接窑气净化装置上的CO2入口一，窑气净化装置的CO2出口通过CO2管道二连接碳化塔的CO2入口，CO2管道二上设空压机；所述碳化塔的碳化液出口通过碳化液管道连接板框压滤机的物料入口，碳化液管道上沿碳化液流动方向依次设有碳化液存储池及进料泵一；所述板框压滤机的滤液出口通过重镁水管道连接热解塔的重镁水入口，重镁水管道上沿重镁水流动方向依次设有重镁水存储池及进料泵二；所述热解塔的碳酸镁出口通过碳酸镁管道连接过滤器的物料入口，碳酸镁管道上沿碳酸镁流动方向依次设有碳酸镁存储池及进料泵三；过滤器的脱水产物出口通过管道连接塔式复热竖窑二的物料入口；塔式复热竖窑二的CO2出口通过CO2管道三连接窑气净化装置上的CO2入口二；所述过滤器的滤液出口通过滤液管道连接消化池的消化液入口，滤液管道上沿滤液流动方向依次设有滤液存储池及进料泵四；所述消化池的消化液出口通过消化液管道连接碳化液存储池上游的碳化液管道，消化液管道上设进料泵五。
[0024]所述消化池另外设有进水口。
[0025]所述窑气净化装置设有气
‑
气换热器，气
‑
气换热器的余热风出口通过余热风管连接重镁水存储池的预热风入口及塔式复热竖窑二的煅烧热风入口。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]1)菱镁矿煅烧采用富氧燃烧，向碳化工序提供高浓度的CO2和高活性度的轻烧镁，生成的CO2通过窑气净化装置进行除杂和换热冷却后，直接应用在本专利技术所述工艺的碳化
反应阶段，CO2回收利用率达85％以上，全流程减少53％的CO2排放量；
[0028]2)菱镁矿煅烧产生的余热烟气通过窑气净化装置进行余热回收，回收的余热用于预热重镁水和碳酸镁煅烧，使系统内的热量得到有效利用，减少能源的消耗，实现低碳环保的目标；
[0029]3)本专利技术所述工艺流程中的全部工序均在一个工厂内进行，上、下工序互相关联，衔接紧密；可以根据客户的不同需求调控产品的品质、性能，产品适用性更强。
附图说明
[0030]图1是本专利技术所述一种低碳循环制备高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺，其特征在于，包括如下步骤：1)菱镁矿经过塔式复热竖窑一煅烧后生成轻烧镁和CO2，CO2经窑气净化装置进行除尘、换热冷却处理，处理后的CO2经空压机进入碳化塔内进行碳化反应；2)步骤1)制得的轻烧镁粉碎后，进入消化池内进行消化反应，消化温度为50～70℃，消化时间为30～60min；3)步骤2)中经消化后的产物进入碳化塔内，与CO2共同进行碳化反应，碳化温度为30～40℃；4)碳化完成的溶液放入碳化液存储池，送至板框压滤机进行固液分离，分离出的重镁水放入重镁水存储池；采用窑气净化装置与CO2换热后的余热对重镁水进行预热，预热后的重镁水打入热解塔中热解，生成悬浮状的碱式碳酸镁和CO2；5)将碱式碳酸镁放入碳酸镁存储池中，再经过滤器进行脱水，脱水后的产物送入塔式复热竖窑二内，通入窑气净化装置与CO2换热后的余热进行煅烧，生成高纯氧化镁和CO2，CO2送入窑气净化装置进行除尘、换热冷却处理后用于碳化反应；经过滤装置过滤后的滤液放入滤液存储池内。2.根据权利要求1所述的一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺，其特征在于，所述步骤1)中，塔式复热竖窑一煅烧菱镁矿时采用富氧燃烧方式。3.根据权利要求1所述的一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺，其特征在于，所述窑气净化装置与CO2换热后的余热通过余热风管收集，并送至重镁水存储池用于预热重镁水，以及送至塔式复热竖窑二用于煅烧脱水后的碱式碳酸镁。4.根据权利要求1所述的一种低碳循环制备高纯氧化镁的工艺，其特征在于，所述消化池内的消化液为水，或者是引自滤液存储池的废液。5.用于实现如权利要求1～4任意一种所述工艺的低碳循环制备高纯氧化镁的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国威，闫心怡，李山宏，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：