本發明專利技術涉及一種碳酸鹽礦石的分解方法。分解方法包括以下步驟：(1）將碳酸鹽礦石填入反應塔；(2）質量濃度為10wt%～的銨鹽溶液從反應塔頂部飽和鹽溶液從進料口進料，均勻噴灑在碳酸鹽礦石上，反應塔頂壓力控制在0.5～5MPa，塔底溫度控制在為150～250℃，溶液的流動使銨鹽溶液轉化率達到70%以上，反應液從塔底釜液出料口抽出，氨的混合氣，二氧化碳和水從塔頂提取。這種分解方法將碳酸鹽礦石既作為反應的原料又作為反應塔的填料，在反應過程中進行蒸餾，同時進行碳酸鹽礦石的分解和氨的回收在一個反應??塔中。

下載所有詳細的技術數據

【技術實現步驟總結】

一種碳酸鹽礦石的分解方法

本專利技術涉及一種分解碳酸鹽礦的方法，特別是一種利用銨鹽溶液分解碳酸鹽礦的方法。

技術介紹

目前，碳酸鹽工業通常以碳酸鹽礦石為原料，通過煅燒得到反應所需的CO2，通過煅燒得到的氧化物與副產銨鹽反應回收氨。例如，純堿生產工藝和輕質碳酸鎂生產工藝都涉及使用碳酸鹽礦石作為原料蒸氨以回收氨。氨堿法生產純堿中，石灰石煅燒得到CO2和CaO，以CaO為原料進行后續反應，副產物NH4Cl與石灰乳反應蒸發氨氣，達到回收氨的目的。該方法包括石灰石煅燒、碳化、碳酸氫鈉煅燒和氨回收四個單元。主要技術原理為：1、石灰石煅燒2、NH3+H2O+CO2=+NaCl=+的碳化，堿煅燒4、氨回收CaO+H2O=Ca(OH)2菱錳礦土壤復分解法生產輕質碳酸鎂工藝以菱鎂礦為原料，氨水為循環介質，通過一系列反應得到輕質碳酸鎂，其中氨水需回收循環利用。主要生產工藝包括菱鎂礦煅燒、菱鎂礦溶解和氨蒸餾、氨吸收和復分解四個單元。主要技術原理是：1、菱鎂煅燒2、菱鎂溶解氨MgO+H2SO4=MgSO4+H2O3、氨吸收3NH3+CO2+2H2O=(NH4)2CO3+ NH3·H2O4、復分解反應MgSO4+(NH< 必須設置氨蒸餾塔，消耗大量蒸汽和能源，工藝流程長，設備巨大，能源浪費。中國專利申請號公開了一種用銨鹽溶液分解菱鎂礦等含鎂礦物生產碳酸鎂的工藝技術。方法是將含鎂礦石用氯化銨、硫酸銨等溶液加熱分解，用水吸收氨氣，將得到的氯化鎂或硫酸鎂溶液碳化制備碳酸鎂，其中氨水和銨鹽溶液為回收。由于該法得到的氨水濃度低，不能直接用于炭化，需要進行后處理，設備和能源消耗增加。因此，該專利技術工藝更簡單、能耗更低、成本投入更少，以碳酸鹽礦為原料的生產過程中的氨蒸餾法具有潛在的巨大應用前景。

技術實現思路

本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種碳酸鹽礦石的分解方法，通過塔式反應器實現分解碳酸鹽礦石和蒸氨同時進行的目的，工藝流程短，可以低消耗和低運行成本。該專利技術是通過以下步驟實現的：一種分解碳酸鹽礦石的方法，包括以下步驟：（1)將碳酸鹽礦石填入反應塔；（2)質量濃度為10wt%～飽和銨鹽溶液，通過反應塔頂部銨鹽溶液進料口，均勻噴灑在碳酸鹽礦石上，控制反應塔頂部壓力0.@ >5～5MPa, 控制反應塔塔底溫度在150～250℃，調節銨鹽溶液的流量，使銨鹽溶液的轉化率達到70%以上，從釜液出口處抽出。塔底 在反應溶液中，從塔頂產生氨、二氧化碳和水的混合氣體。優選地，碳酸鹽礦石的粒度為3～30mm，反應塔填充高度為5～50m。優選地，在步驟(2)中，以從塔頂抽出的混合氣體的總重量計，氨氣的濃度為10-33wt%。在上述碳酸鹽礦石的分解方法中，碳酸鹽礦石為石灰石、白云石或菱鎂礦，銨鹽為氯化銨，硫酸銨或硝酸銨。該專利技術的碳酸鹽礦石分解方法不包括碳酸鹽礦石的煅燒。由于碳酸鹽礦不經過煅燒，得到的混合氣無需進行除塵、脫硝、脫硫等處理步驟。

采用本專利技術的分解方法得到的反應液和混合氣體可以通過常規步驟進一步分離提純，也可以進一步用于碳酸鹽生產等領域。碳酸鹽的生產選自但不限于氨堿法生產純堿或以白云石或菱鎂礦為原料生產輕質碳酸鎂。在以白云石為原料制備碳酸鎂時，該專利技術的分解方法無需鈣鎂分離步驟。本專利技術的基本原理如下：或者本專利技術實現了在蒸氨過程中，石灰石、白云石、菱鎂礦等碳酸鹽礦物，不僅用作反應的原料，還用作反應塔的填料。蒸餾、碳酸鹽的分解和氨的回收在一個反應??塔中同時進行。反應塔結構示意圖如圖1所示。塔頂產生含有一定濃度氨、二氧化碳和水的混合氣體。氨濃度可通過塔頂壓力調節。這部分蒸汽所攜帶的熱能可為其他過程提供能量，如干燥固體，可作為制備碳酸鹽的原料等。該方法為碳酸鹽礦石分解蒸氨工藝設備簡單，能耗低，操作方便，運行成本低。將該專利技術應用到碳酸鹽生產工藝中，將簡化工藝流程，大大降低能耗和生產成本。例如，氨堿法生產純堿時，可以省去碳酸鹽礦的煅燒、CO2提純和氨蒸，避免了窯氣帶來的環保問題。以白云石或菱鎂礦為原料生產輕質碳酸鎂，可減少菱鎂礦或白云石的煅燒、溶解和吸氨步驟。特別是以白云石為原料生產輕質碳酸鎂。由于反應生成的硫酸鈣還在反應塔中，

采用專利技術，可在一個反應??塔內同時實現碳酸鹽礦石的分解和氨的回收。附圖說明圖。附圖說明圖1是反應塔的結構示意圖。附圖標記：1、銨鹽溶液進料口；2、塔頂混合氣體出口；3、碳酸鹽礦；4、再沸器；5、釜液出料口。具體實施方式在本專利技術中，所有壓力值和范圍均指絕對壓力，除非另有說明。具體而言，該專利技術是通過以下步驟實現的：(1)將碳酸鹽礦石填充到反應塔中；在該步驟中，碳酸鹽礦石作為反應塔的填料，使反應和蒸餾同時進行。優選地，碳酸鹽礦石的粒度為3～30mm，裝填的反應塔高度為5～50m。如實施例中所列，碳酸鹽礦石的粒度可以為3至30mm。~30mm，如3~5mm或5~10mm或10~20mm或20~30mm，其填充反應塔的高度可為5~50m，如5~6m或6~15m或15~25m或25~ 50公尺。碳酸鹽礦石為石灰石、白云石或菱鎂礦，銨鹽為氯化銨、硫酸銨或硝酸銨。(2)質量濃度為10wt%～飽和銨鹽溶液，從所有反應塔頂部的銨鹽溶液進料口通過，均勻噴灑在碳酸鹽礦石上。溫度塔底為150-250°C，調節銨鹽溶液的流量，使銨鹽溶液的轉化率達到70%以上，從塔底釜液排料口抽出反應液，抽出氨氣從塔頂。，二氧化碳和水的混合物。

本步驟調整銨鹽溶液的流量，使銨鹽溶液的轉化率達到70％以上。按下式計算銨鹽溶液的轉化率，若低于70%，可通過降低銨鹽溶液的流速使轉化率大于70%。如實施例所示，銨鹽溶液的質量濃度可以為10wt%～飽和，如10～15wt%或15～20wt%或20～25wt%或25wt%～飽和，反應的頂壓塔可以為0.5～0.1@>0MPa，如0.5～0.6MPa或0.6～0.5@>5MPa或0.5 @>5～4.5MPa 或0.7@>5～0.1@>0MPa，控制塔底溫度可以為150～250℃，如150～160℃或160～200℃或200～240℃或240～250℃。優選地，當碳酸鹽礦石已反應30-80％時煅燒石灰石方法可用于測定石灰石中caco3，補充或替換碳酸鹽礦石。如實施例中舉例說明的，當碳酸鹽礦石反應30-80%時，補充或替換碳酸鹽礦石，例如30-35%或35-50%或50-65%或65-80%?；谒敭a生的混合氣體的總重量，氨氣的濃度為10-33wt％。如實施例所示，塔頂產生的混合氣 基于塔頂產生的混合氣體的總重量，氨氣的濃度為10-33wt％。如實施例所示，塔頂產生的混合氣 基于塔頂產生的混合氣體的總重量，氨氣的濃度為10-33wt％。如實施例所示，塔頂產生的混合氣

【技術保護點】

一種碳酸鹽礦石的分解方法，其特征在于包括以下步驟：（1)將碳酸鹽礦石裝入反應塔；（2)質量濃度為10wt%～飽和的銨鹽溶液）從反應塔頂部的銨鹽溶液進料口引入，均勻噴灑在碳酸鹽礦石上，控制反應塔頂部壓力為0.5～5MPa，控制反應塔底部溫度在150-250℃，調節銨鹽溶液的流速使銨鹽溶液的轉化率在70%以上，反應液從塔釜出液口煅燒石灰石方法可用于測定石灰石中caco3，塔頂產生氨、二氧化碳和水的混合物。

【技術特點總結】

二氧化碳和水從塔頂產生；在步驟(2)中，從塔頂產生的混合氣體的總重量為基準，氨的濃度...

【專利技術性質】

技術研發人員：鐘金光、梁鵬貴、劉星、鐘穎元、蔡金杰、徐思彤、

申請人（專利權）持有人：龍巖紫云化工科技有限公司，

類型：發明

國家省份：福建；35

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