以轻烧白云石粉料为原料,经消化制备出高活性的白云石粉料消化液,然后采用常压二次碳化法制备轻质碳酸镁,对制备过程中的各种影响因素进行研究,确定最优工艺参数,并对作用机理进行了初步探讨。结果表明,消化最优工艺条件:将轻烧白云石粉料粉磨成平均粒径为1.78μm,水温为70℃的条件下消化30min,经室温冷却沉淀24h后的溶液作为消化液。
碳化最优工艺条件:采用常压二次碳化法,一、二次碳化pH值停止点分别为pH_1=10,pH_2=9,一、二次碳化CO_2分压分别为Pco_(21)=0.03MPa,Pco_(22)=0.1MPa,碳化液浓度为25g·L~(-1),搅拌速度为400rpm;在热解温度为50℃的条件下,制备出长度为60μm左右,截面直径为2μm左右,白度为97.3,氧化镁含量为41.0%,氧化钙含量为0.4%的轻质碳酸镁。轻质碳酸镁产品的回收率为54.3%(以产品中氧化镁的含量/轻烧白云石粉料原料中氧化镁的含量计算)。 当热解温度为60℃时,制备出片状或呈玫瑰花瓣状的轻质碳酸镁;当热解温度为70℃时,制备出直径为40μm左右的球状轻质碳酸镁。热解温度的改变影响了碳酸氢镁溶液热解速度和溶液结构,经二维成核或分子间结合力的增强形成片状或球状轻质碳酸镁。重镁水在50℃热解时,未添加添加剂的棒状轻质碳酸镁有团聚;添加柠檬酸钠可使棒状轻质碳酸镁颗粒分布均匀;添加乙醇可降低轻质碳酸镁的长径比;添加氯化镁可提高棒状轻质碳酸镁晶体长度。其主要原因是添加剂的加入可以改变结晶行为和溶液的过饱和度。 轻烧白云石粉料制备轻质碳酸镁后所得滤渣为含镁碳酸钙,其中氧化钙含量为44.3%,氧化镁含量为6.6%。