碳氨法
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1673页（1884字）
碳氨法的原料是高浓度的苦卤、浓厚卤或高温盐溶浸液。使用的碳氨是碳酸氢氨、碳化氨水或直接向卤水中通入氨气和二氧化碳气体，以碳氨代替纯碱与卤水中的氯化镁或硫酸镁发生反应，生成相应的碳酸镁。反应式如下：
1．含MgCl2和MgSO4的卤水与NH4HCO3溶液反应：
MgCl2+2NH4HCO3=Mg(HCO3)2+2NH4Cl
MgSO4+2NH4HCO3=Mg(HCO3)2+(NH4)2SO4
2．若直接向卤水中通入氨气和二氧化碳，反应如下：
4MgCl2+8NH3+3CO2+8H2O=3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O↓+8NH4Cl
3．生成的MgCO3·3H2O和Mg(HCO3)2热解后得碱性碳酸镁：
Mg(HCO3)2+2H2O=MgCO3·3H2O+CO2↑
4．碱性碳酸镁焙烧得轻质氧化镁：
碳氨法制取轻质碳酸镁和轻质氧化镁的工艺流程见图6－5－9。
图6－5－9 碳氨法制取轻质碳酸镁和轻质氧化镁的工艺流程图
工艺条件控制如下：
(1)原料液的浓度和反应温度 碳酸氢氨在水中的溶解度见表6－5－5。
表6－5－5 碳酸氢氨在水中的溶解度
由表可见，碳酸氢氨的溶解度随温度的升高而增大；超过35℃时碳酸氢氨易分解成氨气和二氧化碳。故配制碳酸氢氨饱和溶液时，温度不宜超过35℃，要根据温度的不同调整投料比例。
碳酸氢氨与卤水中镁离子反应后，如水量不足，在碳酸氢镁热解时易使料浆凝聚固结，影响操作，洗涤氯根也较困难。另外，体系中NH4+浓度如过高，会增大碱性碳酸镁的溶解度，从而降低镁的转化率；如浓度过低，热解时热量消耗增大，并给母液的处理增加困难。综合考虑，卤水含镁量以40g／L左右较好。可在常温下反应。
卤水与碳酸氢氨溶液的投料比，以镁、氨等当量比为好。如碳酸氢氨过量较多，将生成(NH4)2－CO3·MgCO3·4．5H2O复盐。
(2)热解温度 镁离子与碳酸氢氨反应完成后，通入蒸汽升温热解，热解温度以85～95℃较好。
(3)脱水、洗涤与干燥 热解反应完成后，经澄清将母液放出，浆料可用真空过滤机或板框压滤机脱水，滤饼用淡水充分洗涤。洗后滤饼可用烟道气、蒸汽、电热或远红外烘干，干燥后的滤饼经过粉碎、筛分、包装得到轻质碳酸镁产品。
(4)焙烧 干燥后的滤饼在800℃左右的高温下进行焙烧。焙烧后的滤饼经粉碎，即为轻质氧化镁产品。
(5)母液处理 母液中含较多的NH4Cl或(NH4)2SO4，蒸发浓缩后可得到NH4Cl或(NH4)2SO4产品，NH4Cl质量可在95%以上。
按小型试验数据，用卤水－碳氨法每生产1t轻质氧化镁，消耗定额如下：
卤水(50gMg2+／L) 10．81m3
碳酸氢氨 5．2t
煤 llt
电 900kW·h
水 150m3
碳氨法生产轻质碳酸镁和轻质氧化镁，与纯碱法相比，工艺简单，产品视比容较高，碳酸氢氨的供应渠道较多，成本较低。但母液蒸发浓缩处理能耗较高。