中國(guó)粉體網(wǎng)訊  白云石是鈣鎂碳酸鹽等分子混合的非金屬礦物，主要成分為MgCO₃·CaCO₃，在中國(guó)儲(chǔ)量豐富且分布范圍較廣，應(yīng)用廣泛。

白云石應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，白云石廣泛用于冶金、化工、建筑及其它工業(yè)。在冶金工業(yè)中主要用途做耐火材料，部分用作熔劑；白云石還可制作含鎂水泥及建筑石材；在化學(xué)工業(yè)中制造鎂化合物；還可做鈣鎂磷肥和顆粒肥料，改造酸性土壤；橡膠、塑料、制藥業(yè)等做填料；玻璃、陶瓷業(yè)做配料，能提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，增強(qiáng)陶瓷光澤性等；白云石還是制取金屬鎂的原料等。

作為一種極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值、可多項(xiàng)開(kāi)發(fā)利用的非金屬礦產(chǎn)資源，堅(jiān)持白云石精細(xì)加工、高效合理利用具有重要意義。國(guó)家發(fā)改委2020年印發(fā)“西部地區(qū)鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)目錄”，在西部地區(qū)新增鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)（西部地區(qū)鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)目錄）中非金屬礦產(chǎn)業(yè)在貴州省提出白云石精細(xì)加工及綜合開(kāi)發(fā)利用。

鈣、鎂系列產(chǎn)品在生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)、建設(shè)領(lǐng)域起著重要的作用。其中氫氧化鎂作為一種重要的化工原料，被應(yīng)用于無(wú)機(jī)阻燃劑和環(huán)保等領(lǐng)域。而不同形貌的碳酸鈣可以作為添加劑應(yīng)用到不同的領(lǐng)域。因此，利用白云石制備高品質(zhì)氫氧化鎂和碳酸鈣對(duì)于提高白云石的利用價(jià)值具有重要意義。

白云石中鈣鎂分離方法

分離鈣和鎂，制備鈣鎂產(chǎn)品是白云石應(yīng)用中的關(guān)鍵問(wèn)題。目前主要分離白云石的方法有酸解法、碳化法、銨浸法和鹵水-白云石法。

銨浸法

銨浸法是將白云石灰經(jīng)過(guò)煅燒之后得到的輕燒白云石灰為原料，與蒸餾水按照一定比例消化之后，再將銨鹽作為浸取劑，浸出白云石其中的鈣鎂離子。因?yàn)殇@鹽是酸性溶液，加熱的情況下可以與白云石灰反應(yīng)，得到精制后的鈣鹽和鎂鹽。其中鎂鹽可以在通入NH3的情況下生成氫氧化鎂沉淀，鈣鹽可以和CO₂生成碳酸鈣沉淀，從而達(dá)到鈣鎂分離的目的。

特點(diǎn)：操作比較簡(jiǎn)單，反應(yīng)相對(duì)于比較溫和，可有效提取分離白云石中的鈣鎂元素，提取率比較高，制得的鈣鎂產(chǎn)品純度高，形貌多，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。

碳化法

白云石碳化法工藝原理：

特點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)易，成本比較低，且生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品碳酸鈣可銷售，有收益價(jià)值，可減少成本，還可以順便解決廢渣的排放問(wèn)題。但是因?yàn)楫a(chǎn)品碳酸鈣中含有較多的鎂成分，影響純度，不能完全的達(dá)到鈣，鎂分離的結(jié)果，而且產(chǎn)生的碳酸鎂沉淀長(zhǎng)時(shí)間存于設(shè)備內(nèi)也會(huì)影響傳熱，使分解重鎂水時(shí)的溫度無(wú)法達(dá)到初始的預(yù)期，浪費(fèi)能量，所以也有自身一定的缺陷。

鹵水-白云石法

在特定的溫度下，向鹵水（MgCl₂）中滴加一定濃度的白云石(Ca(OH)₂、Mg(OH)₂)去制備氫氧化鎂，將得到的懸浮液經(jīng)過(guò)過(guò)濾，干燥，最終得到Mg(OH)2粉體，濾液可以通過(guò)繼續(xù)反應(yīng)生成CaCO_3。

鹵水白云灰乳法流程圖

特點(diǎn)：工藝成本低且污染比較小，而且可以充分利用到鹵水和白云石灰中的鈣、鎂資源，使白云石中的鈣鎂徹底分離，缺點(diǎn)是副產(chǎn)大量難以回收的氯化鈣。

因?yàn)槊糠N工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以在每種方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)利益，學(xué)者對(duì)各個(gè)工藝提出了改進(jìn)，以制備高品質(zhì)氫氧化鎂和碳酸鈣。

賈曉輝以白云石為原料，采用先提鈣再提鎂的兩步分離法用氯化銨溶液實(shí)現(xiàn)白云石中鈣鎂元素的基本分離，將得到的富鈣消化液在CaCl₂-NH₃-CO₂反應(yīng)體系下實(shí)現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)球霰石和文石碳酸鈣的受控合成，為低品位的白云石轉(zhuǎn)化為高附加值的化工產(chǎn)品增加了更多的可能。

Ca²⁺-NH₃-CO₂反應(yīng)體系制備碳酸鈣流程示意圖

鄭強(qiáng)等以白云石為原料，采用煅燒－蒸氨－沉淀的方法分別制備氫氧化鎂和碳酸鈣。在蒸氨過(guò)程中，硝酸銨溶液可以有效地將輕燒白云石灰中的鈣鎂提取到溶液中，鈣、鎂的轉(zhuǎn)化率分別為93.28％和83.71％；在制備氫氧化鎂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度50°Ｃ時(shí)更適合制備粒度完整、分布均勻的六方片狀氫氧化鎂產(chǎn)品；在制備碳酸鈣實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)控制實(shí)驗(yàn)條件可以制備出形貌、粒度、晶型可控的纖維碳酸鈣產(chǎn)品。

小結(jié)

據(jù)市場(chǎng)分析，2021年全球白云石市場(chǎng)銷售額達(dá)到了65億美元，預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到80億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為3.0%（2022-2028）。白云石礦若僅僅破碎加工成白云石粉，或者輕燒后作冶金熔劑農(nóng)業(yè)土壤改良劑和環(huán)保過(guò)濾材料，附加值低。應(yīng)對(duì)白云石進(jìn)行深加工，延長(zhǎng)白云石產(chǎn)業(yè)鏈，向產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展。

參考資料：

胡慶福等.白云石精細(xì)加工工藝

王東意.白云石一步法制備氫氧化鎂和碳酸鈣及機(jī)理探究

鄭強(qiáng)等.白云石制備髙品質(zhì)氫氧化鎂和纖維碳酸鈣產(chǎn)品的研宄

賈曉輝.以白云石為原料制備特殊形貌碳酸鈣及機(jī)理研究

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！