本发明属于矿物加工技术及矿物材料制备领域，具体涉及一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法。
背景技术：
1、我国菱镁矿资源极其丰富，已探明储量约35.8亿吨。多年来，我国菱镁矿开发“采富弃贫”现象严重且以生产低附加值的传统镁质耐火材料、镁质建筑材料等下游产品，市场竞争力弱，低端产品产能过剩，高端产品依赖进口，远不能满足国民经济发展的迫切要求。
2、水合碳酸镁作为一种重要的新型碳酸镁系环境矿物材料，具有热力学性质稳定、无毒、无污染、可循环再生、质轻等优点，被广泛应用作高分子材料、功能陶瓷和玻璃、摩擦和炭阳极等材料及食品的添加剂、生物医药载体、多孔材料的模板剂等，具有重要的工业应用价值，在新材料领域倍受关注。
3、然而，市场上售卖的水合碳酸镁实则是通过菱镁矿、白云石等天然矿物经过简单物理粉碎和煅烧后获得的低端产品，存在粉体粒度较大、粒径分布宽、团聚严重、形貌不规整等不足，制约其应用范围。此外，国内外研究者目前主要以氯化镁、硫酸镁、硝酸镁等高纯化学试剂为原料制备水合碳酸镁，存在生产成本高、难以工业化应用。而以天然固体矿物为原料制备水合碳酸镁，则需要破碎、磨矿、高温煅烧、水化、碳酸化等工艺流程，存在工艺流程复杂、能耗高、周期长、成本高等不足。
4、因此，通过一种工艺流程简单、能耗低高效浸出菱镁矿中镁元素的方法，且能够实现粒径分布均匀、分散性好、形貌规整的高附加值水合碳酸镁晶体的制备，将对菱镁矿高效高值高质综合利用具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法。该方法直接将菱镁矿转变为富镁溶液，不需要高温煅烧，能耗低，工艺流程简单，节约了成本；此外制备的水合碳酸镁晶体，具有粒径分布均一、分散性良好、形貌规整等优点，实现了菱镁矿资源的高效高质高值利用。
2、为实现上述目的，本申请所采用的技术方案如下：
3、一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，具体包括以下步骤：
4、(1)前处理
5、将菱镁矿矿石进行破碎、球磨后进行水洗，烘干后获得菱镁矿粉末；
6、(2)水热浸出反应
7、在菱镁矿粉末中加入水配成菱镁矿浆料，向浆料中加入有机酸得到混合液，进行水热浸出反应，经抽滤后获得富镁离子溶液；
8、(3)沉淀反应
9、向富镁离子溶液中引入碳源，于30～65℃下进行沉淀反应，将滤饼洗涤、烘干后获得水合碳酸镁晶体。
10、其中：
11、所述步骤(1)中，菱镁矿中氧化镁含量为45.0～47.0％，菱镁矿矿石球磨至200～1000目。
12、所述步骤(2)中，菱镁矿浆料中水与菱镁矿的质量比为(40～80)：1。
13、所述步骤(2)中，有机酸选自柠檬酸、草酸、水杨酸、对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸和磺基水杨酸中的一种，有机酸加入的质量为浆料质量的1～8％。
14、所述步骤(2)中，有机酸以粉末或溶液形式加入，溶液中有机酸的质量为浆料质量的1～8％。
15、所述步骤(2)中，水热浸出反应温度为100～140℃，水热浸出反应时间为0.5～3h。
16、所述步骤(2)中，富镁离子溶液中镁离子浸出率≥99.9％。
17、所述步骤(3)中，碳源选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种，富镁离子溶液中的镁离子与碳源中碳酸根离子的摩尔比为1：(1～2)。
18、所述步骤(3)中，沉淀反应时间为0.5～3h，搅拌速率为100～400r/min。
19、所述步骤(3)中，烘干的温度为50～70℃，时间为6～24h。
20、所述步骤(3)中，所得水合碳酸镁晶体的粒径为1～12μm。
21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22、1.本发明直接以菱镁矿为原料，来源丰富且成本低，是一种极佳的原料选择，可代替硫酸镁、氯化镁、硝酸镁、氢氧化镁等化学试剂。
23、2.本发明直接将菱镁矿中镁元素一步高效浸出，可显著降低能耗，减少环境污染，提高经济效益，发展前景广阔。
24、3.本发明菱镁矿水热浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，具有工艺流程简单，周期短，且短时间内即可得到粒径分布均匀、形貌规整、分散性良好的水合碳酸镁晶体，具有良好的工业应用前景。
1.一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，菱镁矿中氧化镁含量为45.0～47.0％，菱镁矿矿石球磨至200～1000目。
3.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，菱镁矿浆料中水与菱镁矿的质量比为(40～80)：1。
4.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，有机酸选自柠檬酸、草酸、水杨酸、对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸和磺基水杨酸中的一种，有机酸加入的质量为浆料质量的1～8％。
5.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，水热浸出反应温度为100～140℃，水热浸出反应时间为0.5～3h。
6.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，富镁离子溶液中镁离子浸出率≥99.9％。
7.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，碳源选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种，富镁离子溶液中的镁离子与碳源中碳酸根离子的摩尔比为1：(1～2)。
8.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，沉淀反应时间为0.5～3h，搅拌速率为100～400r/min。
9.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，烘干的温度为50～70℃，时间为6～24h。
10.根据权利要求1所述的一种菱镁矿水热一步浸出制备水合碳酸镁晶体的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所得水合碳酸镁晶体的粒径为1～12μm。
