碱式碳酸镁的清洁生产工艺

【摘要】：在传统工艺制盐过程中有大量的富含镁离子的苦卤排出，纯碱厂中的炉气冷凝液中含有大量的碳酸根离子没有合理利用。目前，这些废液都对环境造成了不同程度的污染。此类环境问题急需通过利用清洁生产工艺对现有工艺进行改良来解决。 本论文从对氨碱厂的索尔维过程进行清洁生产工艺改良的角度出发，在总结国内外学者制备碱式碳酸镁方法的基础上，根据我国国情提出了一种制取高纯度碱式碳酸镁的新方法——即以苦卤和纯碱厂的中间废物为原料，来制备碱式碳酸镁，为制盐苦卤找出了一条资源化处置的新路。本文的方法是将制碱工业中的炉气冷凝液中的碳酸根和苦卤中的镁离子反应制备碱式碳酸镁。 5Mg~(2+)+5CO_3~(2-)+5H_2O→4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O↓CO_2↑ 研究了原料液的选择及反应液混合方式、反应时间、反应温度等反应条件对碱式碳酸镁制备的影响，并采用多种方法检测最终产物的性能指标。同时，利用X射线衍射法确定了碱式碳酸镁的组成，还通过了扫描电镜测定了颗粒物的微观形貌。采用原子吸收光谱、ICP、比色分析以及化学分析测定了产品的主要杂质和含量以及纯度。 实验结果表明：在反应物选择方面，纯碱厂的煅烧炉冷凝液为制备碱式碳酸镁的最佳沉淀剂。原料液混合应采用滴加方式，反应物配比为3：4，反应时间为60min左右，沉淀反应的温度60℃，搅拌；熟化时间为24小时左右可以得到较好的晶体；湿碳酸镁在130～140℃烘干7～8h后产品达到了恒重。实验所得产品的X射线衍射图谱与4MgCO_3·Mg(OH)_2·4H_2O基本相符。 本实验方法工艺简单，投入少，所得产品附加值高，杂质含量低，有很好的应用前景。在氨碱行业推广此清洁生产工艺不但能够减少苦卤的排放量，而且可得到高附加值的碱式碳酸镁产品。本方法为苦卤和纯碱厂提供了废物资源化的有效途径，在解决环境问题的同时，给企业带来了经济效益，这是国家提倡的走清洁生产道路的具体应用，是循环经济理念的具体实施。 【关键词】：纯碱工业 废物资源化 苦卤 清洁生产工艺 碱式碳酸镁
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TQ132.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-17
• 1.1 镁盐综述9-11
• 1.1.1 镁的分布9
• 1.1.2 镁盐的种类及产量9-10
• 1.1.3 镁盐的主要用途10
• 1.1.4 我国的镁盐生产情况10-11
• 1.2 碱式碳酸镁概况11-16
• 1.2.1 性质11
• 1.2.2 分类11
• 1.2.3 用途11-12
• 1.2.4 制备方法12-13
• 1.2.5 生产原料13-15
• 1.2.5.1 概况13
• 1.2.5.2 矿石作为生产原料13-14
• 1.2.5.3 苦卤作为生产原料14-15
• 1.2.5.4 其它15
• 1.2.6 市场情况15-16
• 1.3 选题的意义16-17
• 第二章 氨碱法生产纯碱的清洁生产17-26
• 2.1 清洁生产简介17-18
• 2.2 氨碱厂清洁生产审核18-19
• 2.3 氨碱厂生产纯碱的工艺过程19-21
• 2.4 废物资源化的理论基础——质量守恒定律21-24
• 2.5 氨碱法生产纯碱的清洁生产工艺改良24-26
• 第三章 碳酸镁的制备及工艺条件选择26-43
• 3.1 碳酸镁制备部分26-32
• 3.1.1 原料和仪器26-30
• 3.1.1.1 原料和药品26-29
• 3.1.1.2 仪器29-30
• 3.1.1.3 实验装置30
• 3.1.2 实验步骤30-32
• 3.1.2.1 原料的精制30-31
• 3.1.2.2 原料离子浓度的标定31
• 3.1.2.3 产品制备31-32
• 3.2 实验原理32-33
• 3.3 工艺条件研究33-38
• 3.3.1 原料液的选择33-34
• 3.3.2 反应物浓度34-35
• 3.3.3 加料方式35-36
• 3.3.4 反应温度36-37
• 3.3.5 反应时间37-38
• 3.3.6 熟化时间38
• 3.4 产品分析38-43
• 3.4.1 XRD分析38-39
• 3.4.2 扫描电镜39-42
• 3.4.3 医药用碱式碳酸镁产品质量要求及检测结果42-43
• 第四章 结论及展望43-45
• 4.1 结论43
• 4.2 创新点43-44
• 4.3 存在的问题及研究展望44-45
• 附录45-47
• 分析方法简介45-47
• 参考文献47-52
• 致谢52-53
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果53-54
• 学位论文评阅及答辩情况表54

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