【技术实现步骤摘要】一种碳酸盐矿的分解方法。

本发明专利技术涉及一种碳酸盐矿石的分解方法。分解方法包括以下步骤：(1）将碳酸盐矿石填入反应塔；(2）质量浓度为10wt%～的铵盐溶液从反应塔顶部饱和盐溶液从进料口进料，均匀喷洒在碳酸盐矿石上，反应塔顶压力控制在0.5～5MPa，塔底温度控制在为150～250℃，溶液的流动使铵盐溶液转化率达到70%以上，反应液从塔底釜液出料口抽出，氨的混合气，二氧化碳和水从塔顶提取。这种分解方法将碳酸盐矿石既作为反应的原料又作为反应塔的填料，在反应过程中进行蒸馏，同时进行碳酸盐矿石的分解和氨的回收在一个反应​​塔中。

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【技术实现步骤总结】

一种碳酸盐矿石的分解方法

本专利技术涉及一种分解碳酸盐矿的方法，特别是一种利用铵盐溶液分解碳酸盐矿的方法。

技术介绍

目前，碳酸盐工业通常以碳酸盐矿石为原料，通过煅烧得到反应所需的CO2，通过煅烧得到的氧化物与副产铵盐反应回收氨。例如，纯碱生产工艺和轻质碳酸镁生产工艺都涉及使用碳酸盐矿石作为原料蒸氨以回收氨。氨碱法生产纯碱中，石灰石煅烧得到CO2和CaO，以CaO为原料进行后续反应，副产物NH4Cl与石灰乳反应蒸发氨气，达到回收氨的目的。该方法包括石灰石煅烧、碳化、碳酸氢钠煅烧和氨回收四个单元。主要技术原理为：1、石灰石煅烧2、NH3+H2O+CO2=+NaCl=+的碳化，碱煅烧4、氨回收CaO+H2O=Ca(OH)2菱锰矿土壤复分解法生产轻质碳酸镁工艺以菱镁矿为原料，氨水为循环介质，通过一系列反应得到轻质碳酸镁，其中氨水需回收循环利用。主要生产工艺包括菱镁矿煅烧、菱镁矿溶解和氨蒸馏、氨吸收和复分解四个单元。主要技术原理是：1、菱镁煅烧2、菱镁溶解氨MgO+H2SO4=MgSO4+H2O3、氨吸收3NH3+CO2+2H2O=(NH4)2CO3+ NH3·H2O4、复分解反应MgSO4+(NH< 必须设置氨蒸馏塔，消耗大量蒸汽和能源，工艺流程长，设备巨大，能源浪费。中国专利申请号公开了一种用铵盐溶液分解菱镁矿等含镁矿物生产碳酸镁的工艺技术。方法是将含镁矿石用氯化铵、硫酸铵等溶液加热分解，用水吸收氨气，将得到的氯化镁或硫酸镁溶液碳化制备碳酸镁，其中氨水和铵盐溶液为回收。由于该法得到的氨水浓度低，不能直接用于炭化，需要进行后处理，设备和能源消耗增加。因此，该专利技术工艺更简单、能耗更低、成本投入更少，以碳酸盐矿为原料的生产过程中的氨蒸馏法具有潜在的巨大应用前景。

技术实现思路

本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳酸盐矿石的分解方法，通过塔式反应器实现分解碳酸盐矿石和蒸氨同时进行的目的，工艺流程短，可以低消耗和低运行成本。该专利技术是通过以下步骤实现的：一种分解碳酸盐矿石的方法，包括以下步骤：（1)将碳酸盐矿石填入反应塔；（2)质量浓度为10wt%～饱和铵盐溶液，通过反应塔顶部铵盐溶液进料口，均匀喷洒在碳酸盐矿石上，控制反应塔顶部压力0.@ >5～5MPa, 控制反应塔塔底温度在150～250℃，调节铵盐溶液的流量，使铵盐溶液的转化率达到70%以上，从釜液出口处抽出。塔底 在反应溶液中，从塔顶产生氨、二氧化碳和水的混合气体。优选地，碳酸盐矿石的粒度为3～30mm，反应塔填充高度为5～50m。优选地，在步骤(2)中，以从塔顶抽出的混合气体的总重量计，氨气的浓度为10-33wt%。在上述碳酸盐矿石的分解方法中，碳酸盐矿石为石灰石、白云石或菱镁矿，铵盐为氯化铵，硫酸铵或硝酸铵。该专利技术的碳酸盐矿石分解方法不包括碳酸盐矿石的煅烧。由于碳酸盐矿不经过煅烧，得到的混合气无需进行除尘、脱硝、脱硫等处理步骤。

采用本专利技术的分解方法得到的反应液和混合气体可以通过常规步骤进一步分离提纯，也可以进一步用于碳酸盐生产等领域。碳酸盐的生产选自但不限于氨碱法生产纯碱或以白云石或菱镁矿为原料生产轻质碳酸镁。在以白云石为原料制备碳酸镁时，该专利技术的分解方法无需钙镁分离步骤。本专利技术的基本原理如下：或者本专利技术实现了在蒸氨过程中，石灰石、白云石、菱镁矿等碳酸盐矿物，不仅用作反应的原料，还用作反应塔的填料。蒸馏、碳酸盐的分解和氨的回收在一个反应​​塔中同时进行。反应塔结构示意图如图1所示。塔顶产生含有一定浓度氨、二氧化碳和水的混合气体。氨浓度可通过塔顶压力调节。这部分蒸汽所携带的热能可为其他过程提供能量，如干燥固体，可作为制备碳酸盐的原料等。该方法为碳酸盐矿石分解蒸氨工艺设备简单，能耗低，操作方便，运行成本低。将该专利技术应用到碳酸盐生产工艺中，将简化工艺流程，大大降低能耗和生产成本。例如，氨碱法生产纯碱时，可以省去碳酸盐矿的煅烧、CO2提纯和氨蒸，避免了窑气带来的环保问题。以白云石或菱镁矿为原料生产轻质碳酸镁，可减少菱镁矿或白云石的煅烧、溶解和吸氨步骤。特别是以白云石为原料生产轻质碳酸镁。由于反应生成的硫酸钙还在反应塔中，

采用专利技术，可在一个反应​​塔内同时实现碳酸盐矿石的分解和氨的回收。附图说明图。附图说明图1是反应塔的结构示意图。附图标记：1、铵盐溶液进料口；2、塔顶混合气体出口；3、碳酸盐矿；4、再沸器；5、釜液出料口。具体实施方式在本专利技术中，所有压力值和范围均指绝对压力，除非另有说明。具体而言，该专利技术是通过以下步骤实现的：(1)将碳酸盐矿石填充到反应塔中；在该步骤中，碳酸盐矿石作为反应塔的填料，使反应和蒸馏同时进行。优选地，碳酸盐矿石的粒度为3～30mm，装填的反应塔高度为5～50m。如实施例中所列，碳酸盐矿石的粒度可以为3至30mm。~30mm，如3~5mm或5~10mm或10~20mm或20~30mm，其填充反应塔的高度可为5~50m，如5~6m或6~15m或15~25m或25~ 50公尺。碳酸盐矿石为石灰石、白云石或菱镁矿，铵盐为氯化铵、硫酸铵或硝酸铵。(2)质量浓度为10wt%～饱和铵盐溶液，从所有反应塔顶部的铵盐溶液进料口通过，均匀喷洒在碳酸盐矿石上。温度塔底为150-250°C，调节铵盐溶液的流量，使铵盐溶液的转化率达到70%以上，从塔底釜液排料口抽出反应液，抽出氨气从塔顶。，二氧化碳和水的混合物。

本步骤调整铵盐溶液的流量，使铵盐溶液的转化率达到70％以上。按下式计算铵盐溶液的转化率，若低于70%，可通过降低铵盐溶液的流速使转化率大于70%。如实施例所示，铵盐溶液的质量浓度可以为10wt%～饱和，如10～15wt%或15～20wt%或20～25wt%或25wt%～饱和，反应的顶压塔可以为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，控制塔底温度可以为150～250℃，如150～160℃或160～200℃或200～240℃或240～250℃。优选地，当碳酸盐矿石已反应30-80％时煅烧石灰石方法可用于测定石灰石中caco3，补充或替换碳酸盐矿石。如实施例中举例说明的，当碳酸盐矿石反应30-80%时，补充或替换碳酸盐矿石，例如30-35%或35-50%或50-65%或65-80%。基于塔顶产生的混合气体的总重量，氨气的浓度为10-33wt％。如实施例所示，塔顶产生的混合气 基于塔顶产生的混合气体的总重量，氨气的浓度为10-33wt％。如实施例所示，塔顶产生的混合气 基于塔顶产生的混合气体的总重量，氨气的浓度为10-33wt％。如实施例所示，塔顶产生的混合气

【技术保护点】

一种碳酸盐矿石的分解方法，其特征在于包括以下步骤：（1)将碳酸盐矿石装入反应塔；（2)质量浓度为10wt%～饱和的铵盐溶液）从反应塔顶部的铵盐溶液进料口引入，均匀喷洒在碳酸盐矿石上，控制反应塔顶部压力为0.5～5MPa，控制反应塔底部温度在150-250℃，调节铵盐溶液的流速使铵盐溶液的转化率在70%以上，反应液从塔釜出液口煅烧石灰石方法可用于测定石灰石中caco3，塔顶产生氨、二氧化碳和水的混合物。

【技术特点总结】

二氧化碳和水从塔顶产生；在步骤(2)中，从塔顶产生的混合气体的总重量为基准，氨的浓度...

【专利技术性质】

技术研发人员：钟金光、梁鹏贵、刘星、钟颖元、蔡金杰、徐思彤、

申请人（专利权）持有人：龙岩紫云化工科技有限公司，

类型：发明

国家省份：福建；35

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