碳氨法

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碳氨法的原料是高浓度的苦卤、浓厚卤或高温盐溶浸液。使用的碳氨是碳酸氢氨、碳化氨水或直接向卤水中通入氨气和二氧化碳气体，以碳氨代替纯碱与卤水中的氯化镁或硫酸镁发生反应，生成相应的碳酸镁。反应式如下：

1．含MgCl₂和MgSO₄的卤水与NH₄HCO₃溶液反应：

MgCl₂+2NH₄HCO₃=Mg(HCO₃)₂+2NH₄Cl

MgSO₄+2NH₄HCO₃=Mg(HCO₃)₂+(NH₄)₂SO₄

2．若直接向卤水中通入氨气和二氧化碳，反应如下：

4MgCl₂+8NH₃+3CO₂+8H₂O=3MgCO₃·Mg(OH)₂·3H₂O↓+8NH₄Cl

3．生成的MgCO₃·3H₂O和Mg(HCO₃)₂热解后得碱性碳酸镁：

Mg(HCO₃)₂+2H₂O=MgCO₃·3H₂O+CO₂↑

4．碱性碳酸镁焙烧得轻质氧化镁：

碳氨法制取轻质碳酸镁和轻质氧化镁的工艺流程见图6－5－9。

图6－5－9 碳氨法制取轻质碳酸镁和轻质氧化镁的工艺流程图

工艺条件控制如下：

(1)原料液的浓度和反应温度 碳酸氢氨在水中的溶解度见表6－5－5。

表6－5－5 碳酸氢氨在水中的溶解度

由表可见，碳酸氢氨的溶解度随温度的升高而增大；超过35℃时碳酸氢氨易分解成氨气和二氧化碳。故配制碳酸氢氨饱和溶液时，温度不宜超过35℃，要根据温度的不同调整投料比例。

碳酸氢氨与卤水中镁离子反应后，如水量不足，在碳酸氢镁热解时易使料浆凝聚固结，影响操作，洗涤氯根也较困难。另外，体系中NH₄⁺浓度如过高，会增大碱性碳酸镁的溶解度，从而降低镁的转化率；如浓度过低，热解时热量消耗增大，并给母液的处理增加困难。综合考虑，卤水含镁量以40g／L左右较好。可在常温下反应。

卤水与碳酸氢氨溶液的投料比，以镁、氨等当量比为好。如碳酸氢氨过量较多，将生成(NH₄)₂－CO₃·MgCO₃·4．5H₂O复盐。

(2)热解温度 镁离子与碳酸氢氨反应完成后，通入蒸汽升温热解，热解温度以85～95℃较好。

(3)脱水、洗涤与干燥 热解反应完成后，经澄清将母液放出，浆料可用真空过滤机或板框压滤机脱水，滤饼用淡水充分洗涤。洗后滤饼可用烟道气、蒸汽、电热或远红外烘干，干燥后的滤饼经过粉碎、筛分、包装得到轻质碳酸镁产品。

(4)焙烧 干燥后的滤饼在800℃左右的高温下进行焙烧。焙烧后的滤饼经粉碎，即为轻质氧化镁产品。

(5)母液处理 母液中含较多的NH₄Cl或(NH₄)₂SO₄，蒸发浓缩后可得到NH₄Cl或(NH₄)₂SO₄产品，NH₄Cl质量可在95%以上。

按小型试验数据，用卤水－碳氨法每生产1t轻质氧化镁，消耗定额如下：

卤水(50gMg²⁺／L) 10．81m³

碳酸氢氨 5．2t

煤 llt

电 900kW·h

水 150m³

碳氨法生产轻质碳酸镁和轻质氧化镁，与纯碱法相比，工艺简单，产品视比容较高，碳酸氢氨的供应渠道较多，成本较低。但母液蒸发浓缩处理能耗较高。