阅读说明：本技术 一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法及其应用 (Decalcification method for producing magnesium hydroxide suspension and application thereof ) 是由 张明磊 刘其锋 王芝洪 徐松林 郑艳 于 2020-04-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法,所述方法包括：浆料制备、脱钙；所述脱钙,对所述氢氧化镁悬浮液生产过程中的所述浆料进行脱钙处理。本发明还提供一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法的应用。本发明的有益效果：脱钙方法简单、可靠,脱钙效果稳定,钙脱除率高达74.6~90.5%,反应时间仅需2~4h；其CaO(干基含量)≤0.5%；静置七天后,其上层、中层、下层固含量变化率不超过2%,悬浮效果好；用于烟气脱硫中时,废渣少,节省废渣处理成本；用于烟气脱硫中时,整个洗涤脱硫系统运转稳定,其脱硫效果不会随运转时间增长而下降；可采用化工副产品为原料,对环境保护有积极意义。(The invention provides a decalcification method for producing a magnesium hydroxide suspension, which comprises the following steps: preparing slurry and decalcifying; and the decalcification is to perform decalcification treatment on the slurry in the production process of the magnesium hydroxide suspension. The invention also provides an application of the decalcification method for producing the magnesium hydroxide suspension. The invention has the beneficial effects that: the decalcification method is simple and reliable, the decalcification effect is stable, the calcium removal rate is as high as 74.6-90.5%, and the reaction time is only 2-4 h; CaO (dry basis content) is less than or equal to 0.5 percent; after standing for seven days, the solid content change rate of the upper layer, the middle layer and the lower layer is not more than 2 percent, and the suspension effect is good; when the catalyst is used for flue gas desulfurization, the waste residue is less, and the waste residue treatment cost is saved; when the washing desulfurization system is used for flue gas desulfurization, the whole washing desulfurization system operates stably, and the desulfurization effect of the washing desulfurization system cannot be reduced along with the increase of the operation time; chemical by-products can be used as raw materials, which has positive significance for environmental protection.)

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法及其应用

技术领域

本发明涉及氢氧化镁悬浮液领域，尤其是涉及一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法及其应用。

背景技术

氢氧化镁，白色无定形粉末。别名苛性镁石，轻烧镁砂等，氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳。氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶于水和醇，溶于稀酸和铵盐溶液，水溶液呈弱碱性。在水中的溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃)。氢氧化镁的天然矿物水镁石，因氢氧化镁在大自然含量比较丰富，而其化学性质和铝较相近，因此使用者开始用氢氧化镁来取代氯化铝用于香体产品。主要用做分析试剂、制药工业、烟气脱硫、废水处理等。

镁法脱硫将氧化镁水解消化转变成氢氧化镁悬浮液，在脱硫塔中与烟气逆向吸收，利用酸碱中和反应将烟气中的SO2、SO3转化成硫酸镁液体，再对硫酸镁液体进行后处理。近年来，基于氢氧化镁或者氧化镁用于烟气脱硫良好特性，也随着环保政策执法力度提高，氢氧化镁或者氧化镁作为脱硫剂的使用越来越广泛，而且用量逐步增多。

其中，氢氧化镁的合成方法很多，主要有镁盐沉淀法和水化法。其中，镁盐沉淀法因需要消耗大量的酸、碱，后续处理繁琐，费用高昂，并不适用于环保级氢氧化镁浆料合成。水化法主要以氧化镁为原料，与水在一定温度发生水化反应生成氢氧化镁，工艺简单，成本低廉，因此被广泛采用。

申请人发现，使用现有氢氧化镁悬浮液做洗涤液对烟气进行脱硫处理的应用中，整个洗涤脱硫系统在运行一段时间后，其脱硫效果会严重下降，不仅是处理后的烟气达不到排放标准，并且会出现循环箱内结垢现象严重、洗涤液循环流速降低、洗涤液回流效果变差、泵效率下降、喷淋效果变差、废液后处理不达标等问题。经申请人研究发现，氢氧化镁悬浮液中的CaO是导致上述现象的最直接因素，其悬浮液中小剂量的CaO就会导致其对烟气进行处理后，废渣量特别多，并且其废渣易沉积于设备底部，长期运行会堵塞设备管道、喷淋系统、循环系统，加重后处理单元的工作压力，整套系统后期不易维护，浪费大量的资金、人力。而现有技术中，对氢氧化镁的脱钙处理无法取得较好的效果，并且脱钙效果不稳定，氢氧化镁中钙含量较高，一直无法有效脱除。

CN104891534A公开了一种有含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法，其对团聚态氧化镁加入除钙剂、分散剂，制得分散状高纯氢氧化镁；该专利的不足之处：其脱钙方法步骤繁琐，要取得较好的脱钙效果需要的反应时间长，并且其脱钙效果不稳定，无法满足工业化生产的标准控制要求。

CN101698490A公开了一种制备氢氧化镁的方法，其通过特定的工艺方法对氢氧化镁悬浮液进行改性处理，制得一种纳米级氢氧化镁，以克服氢氧化镁生产中堵塞旋转填充床的问题。该专利的不足之处：其制得的纳米级氢氧化镁钙含量较高，将其用于烟气脱硫中时，其洗涤液沉淀、结渣现象严重，废渣颗粒多，无法解决脱硫系统整体脱硫效果下降的问题。

CN106115748B公开了一种湿法制备超细氢氧化镁浆料的方法，其通过加入特定的助磨剂、分散剂、表面活性剂等原料，制得了一种超细氢氧化镁悬浮液。该专利的不足之处：其生产的超细氢氧化镁悬浮液中钙含量高，在用于烟气脱硫中时，存在洗涤液沉淀、结渣现象严重、废渣颗粒多、脱硫效果下降的问题。

综上所述，现有制备氢氧化镁悬浮液的脱钙方法及其应用，存在以下技术问题：

（1）现有氢氧化镁悬浮液脱钙工艺繁琐，反应时间长，脱钙率低，脱钙效果不稳定，无法满足工业化生产的标准控制要求。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，以实现以下发明目的：

（1）提供一种工艺简单、可靠，反应时间短，钙脱率高，脱钙效果稳定的氢氧化镁悬浮液脱钙方法；

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括：浆料制备、脱钙；所述脱钙，对所述氢氧化镁悬浮液生产过程中的所述浆料进行脱钙处理。

所述浆料制备，取含有氢氧化镁或氧化镁的物质为原料，分散于水中制得所述浆料；所述原料：水的重量份比值为10~30:68~88。

所述浆料中，CaO含量为1.5~5%，粒径D50为1~3μm。

所述脱钙，搅拌状态下，向浆料中加入水，将所述浆料的固含量稀释至4~8%，然后加入脱钙剂，将所述浆料加热至80~90℃，保温反应2~4h；

所述搅拌，搅拌转速为90~120RPM；

所述脱钙剂为氯化镁。

所述含有氢氧化镁的物质为水镁石。

所述含有氧化镁的物质为氧化镁粗品，所述氧化镁粗品为以下之一：由菱镁矿煅烧制得、由水菱镁石煅烧制得、由水镁石煅烧制得。

所述脱钙剂，加入量为所述浆料中CaO含量的2~4倍。

所述氯化镁含量为5~95%，其余成分为水。

将经脱钙处理后的浆料制成氢氧化镁悬浮液，所述氢氧化镁悬浮液中钙含量小于0.5%。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的脱钙方法简单、可靠，脱钙效果稳定，钙脱除率高达74.6~90.5%，反应时间仅需2~4h，相比于现有技术缩短；

（2）本发明的氢氧化镁悬浮液中钙含量低，其CaO（干基含量）≤0.5%；

（3）本发明的氢氧化镁悬浮液，静置七天后，其上层、中层、下层固含量变化率不超过2%，悬浮效果好。

（4）本发明的氢氧化镁悬浮液用于烟气脱硫中时，废渣少，节省废渣处理成本；

（5）本发明的氢氧化镁悬浮液用于烟气脱硫中时，脱硫效果好，其处理后的尾气检测S/C值小于4.3，达到燃油中S含量小于0.1%的排放效果；

（6）本发明的氢氧化镁悬浮液用于烟气脱硫中时，整个洗涤脱硫系统运转稳定，其脱硫效果不会随运转时间增长而下降；

（7）本发明的氢氧化镁悬浮液不易发生沉淀、结垢等现象；

（8）本发明的氢氧化镁悬浮液原料丰富，可以采用化工副产品为原料来生产，性价比高，对环境保护有积极意义。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。

实施例1

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氢氧化镁的物质为原料，并将其分散于水中制得；所述原料：水的重量份比值为10:88。所述原料中Mg(OH)2含量为95.30%，CaO含量为1.81%，粒径D50=2.48μm。

具体为，搅拌状态下，将所述原料缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；然后将所述浆料经水力旋流、沉降除去杂质；再将所述浆料研磨至粒径为D50=1~3.0μm，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将10m³体积的所述浆料置入脱钙罐中，开启脱钙罐搅拌，加入10m³的自来水将所述浆料的固含量稀释至8%，然后加入脱钙剂806kg，将所述浆料加热至90℃，保温反应4h。

其中，所述原料为水镁石；

所述搅拌，搅拌转速为90RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为5%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的4倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

施例2

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氢氧化镁的物质为原料，并将其分散于水中制得；所述原料：水的重量份比值为30:68。所述原料中Mg(OH)2含量为95.32%，CaO含量为1.75%，粒径D50=2.41μm。

具体为，搅拌状态下，将所述原料缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；然后将所述浆料经水力旋流、沉降除去杂质；再将所述浆料研磨至粒径为D50=1~3.0μm，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将8m³体积的所述浆料置入脱钙罐中，开启脱钙罐搅拌，加入12m³的自来水将所述浆料的固含量稀释至6.5%，然后加入脱钙剂483kg，将所述浆料加热至85℃，保温反应3h。

其中，所述原料为水镁石；

所述搅拌，搅拌转速为90RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为70%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的3倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例3

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氢氧化镁的物质为原料，并将其分散于水中制得；所述原料：水的重量份比值为20:78。所述原料中Mg(OH)2含量为95.33%，CaO含量为1.83%，粒径D50=2.44μm。

具体为，搅拌状态下，将所述原料缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；然后将所述浆料经水力旋流、沉降除去杂质；再将所述浆料研磨至粒径为D50=1~3.0μm，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将5m³体积的所述浆料置入脱钙罐中，开启脱钙罐搅拌，加入15.5m³的自来水将所述浆料的固含量稀释至4%，然后加入脱钙剂201kg，将所述浆料加热至90℃，保温反应2h。

其中，所述原料为水镁石；

所述搅拌，搅拌转速为90RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为95%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的2倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例4

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氧化镁的物质为原料，将所述原料分散于所述水中制得。所述原料：水的重量份比值为10:88。所述含有氧化镁的物质为氧化镁粗品。所述氧化镁粗品中MgO含量为77.36%，CaO含量为3.79%，粒径D50=2.77μm。

具体为，搅拌状态下，将所述氧化镁粗品缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；将所述初步浆料静置8h，自由沉降，保证浆料中的氧化镁与水充分接触，发生水合反应，生成氢氧化镁；再将所述浆料研磨，保证粒径均匀，进一步保证氧化镁与水充分反应，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将所述浆料置入脱钙罐中，加入自来水将所述浆料的固含量稀释至8%，然后加入脱钙剂，将所述浆料加热至90℃，保温反应4h。

其中，所述氧化镁粗品由菱镁矿煅烧制得；

所述搅拌，搅拌转速为120RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为5%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的4倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例5

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氧化镁的物质为原料，将所述原料分散于所述水中制得。所述原料：水的重量份比值为15:83。所述含有氧化镁的物质为氧化镁粗品。所述氧化镁粗品中MgO含量为77.55%，CaO含量为3.71%，粒径D50=2.69μm。

具体为，搅拌状态下，将所述氧化镁粗品缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；将所述初步浆料静置8h，自由沉降，保证浆料中的氧化镁与水充分接触，发生水合反应，生成氢氧化镁；再将所述浆料研磨，保证粒径均匀，进一步保证氧化镁与水充分反应，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将所述浆料置入脱钙罐中，加入自来水将所述浆料的固含量稀释至6.5%，然后加入脱钙剂，将所述浆料加热至85℃，保温反应3h。

其中，所述氧化镁粗品由水菱镁石煅烧制得；

所述搅拌，搅拌转速为90RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为95%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的3倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例6

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氧化镁的物质为原料，将所述原料分散于所述水中制得。所述原料：水的重量份比值为30:68。所述含有氧化镁的物质为氧化镁粗品。所述氧化镁粗品中MgO含量为77.29%，CaO含量为3.76%，粒径D50=2.71μm。

具体为，搅拌状态下，将所述氧化镁粗品缓慢投入至溶解有分散剂的水中，搅拌至分散均匀，无团聚粉料，制得初步浆料；将所述初步浆料静置8h，自由沉降，保证浆料中的氧化镁与水充分接触，发生水合反应，生成氢氧化镁；再将所述浆料研磨，保证粒径均匀，进一步保证氧化镁与水充分反应，制得所述浆料。其中，所述分散剂为共聚物钠盐，添加量为2~3%。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将所述浆料置入脱钙罐中，加入自来水将所述浆料的固含量稀释至4%，然后加入脱钙剂，将所述浆料加热至90℃，保温反应2h。

其中，所述氧化镁粗品由水镁石煅烧制得；

所述搅拌，搅拌转速为90RPM；

所述脱钙剂为氯化镁，所述氯化镁含量为70%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的2倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例7

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法，包括浆料制备、脱钙。

所述浆料制备，取含有氧化镁的物质为原料，将所述原料分散于所述水中制得。所述原料：水的重量份比值为25:73。所述含有氧化镁的物质为氧化镁粗品。所述氧化镁粗品中MgO含量为77.23%，CaO含量为3.72%，粒径D50=2.77μm。

具体为，搅拌状态下，将所述氧化镁粗品缓慢投入至溶解有分散剂的水中，控制溶液以梯度升温的方式进行升温，升温梯度为0.8~1.6℃/min,升温至80℃后，停止梯度升温，保温1.5小时。

保温完成后，保持搅拌状态，对溶液进行超声分散处理，超声功率为150~300W，超声频率24~30kHz，超声分散时间8~12min，制得初步浆料。

将所述初步浆料静置8h，自由沉降，保证浆料中的氧化镁与水充分接触，发生水合反应，生成氢氧化镁；再将所述浆料研磨，保证粒径均匀，进一步保证氧化镁与水充分反应，制得所述浆料。

其中，所述氧化镁粗品由水镁石煅烧制得；

所述搅拌，搅拌转速为200RPM；

所述分散剂，添加量为2~3%。所述分散剂由以下重量份成分组成：马来酸-烯丙酸共聚物钠盐5份、顺丁烯二酸-烯丙酸共聚物钠盐5份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、聚甲基丙烯酸异丁酯2份。

所述脱钙，对氢氧化镁悬浮液生产过程中的浆料进行脱钙处理，具体为，将所述浆料置入脱钙罐中，加入自来水将所述浆料的固含量稀释至4%，然后加入脱钙剂，将所述浆料加热至60℃，保温反应1h后；将所述浆料加压至3.1MPa，升温至80℃，保温反应0.5h。

其中，所述脱钙剂为氯化镁和碳酸锌的混合物，两者重量份比值为5:1；

所述氯化镁含量为70%，其余成分为水；

所述脱钙剂用量，为所述浆料中CaO含量的2倍。

对经脱钙处理后的所述浆料取样，烘干后检测，其各指标如下：

实施例8

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法的应用，将本发明实施例1~3中，经脱钙处理后的浆料制成氢氧化镁悬浮液。所述氢氧化镁悬浮液中钙含量均小于0.5%；静置7天后，悬浮液上层、中层、下层固含量变化率不超过1.8%。

将所述氢氧化镁悬浮液用于烟气脱硫中时，废渣少，废渣处理成本低；脱硫效果好，其处理后的尾气检测S/C值小于4.3，达到燃油中S含量小于0.1%的排放效果；整个洗涤脱硫系统运转稳定，其脱硫效果不会随运转时间增长而下降。

实施例9

一种用于氢氧化镁悬浮液生产的脱钙方法的应用，将本发明实施例4~7中，经脱钙处理后的浆料制成氢氧化镁悬浮液。所述氢氧化镁悬浮液中钙含量均小于0.5%。静置7天后，悬浮液上层、中层、下层固含量变化率不超过2%。

将所述氢氧化镁悬浮液用于烟气脱硫中时，废渣少，废渣处理成本低；脱硫效果好，其处理后的尾气检测S/C值小于4.3，达到燃油中S含量小于0.1%的排放效果；整个洗涤脱硫系统运转稳定，其脱硫效果不会随运转时间增长而下降。

除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。