轻质碳酸镁和氧化镁都是在国民经济建设中应用广泛的无机化工产品。轻质碳酸镁除了被广泛应用于橡胶、制纸、陶瓷、医药以及耐火材料生产,而且还是制备各种类型氧化镁的重要原料。我国是世界上轻质碳酸镁和氧化镁的主要生产国之一。但是目前大部分企业还沿用粗放型生产模式,不但造成镁资源的浪费,而且对生态环境造成了破坏。本文针对生产轻质碳酸镁和氧化镁碳化工艺中的循环碳化工艺进行了研究和改进,对循环碳化工艺和机械搅拌碳化工艺进行了比较。在研究过程中取得了以下成果:(1)对循环碳化过程进行了传质过程及动力学的研究。考察了气体流量、配气比例、粒级等因素对循环碳化过程的影响,循环碳化工艺最佳生产条件为:14 g/L固液比,矿粉粒径为120目,二氧化碳与杂质气体混合气流量分别为1.08 L/min和4.4 L/min,即混合气中二氧化碳含量高于20%,碳化时间40 min左右。(2)从理论上建立了循环碳化过程的传质和反应动力学模型,其模型公式为:1-2η/3-(1-η)2/3=k′t。(3)计算推导以及试验结果表明,在温度区间为10～25℃,其表观活化能为18.6 kJ/mol,循环碳化过程为扩散传质控制步骤;而在温度区间为25～35℃,其表观活化能为33.15 kJ/mol,循环碳化过程为传质扩散与表面化学反应混合控制步骤。(4)对循环碳化工艺采用含杂质镁资源矿石和工业废渣为原料进行了改进,利用活性煅烧有效地对原料中的杂质进行了分离。并且对分离后的含钙废渣提出了利用碳酸铵和氨水沉淀法回收方案,有效的提高了资源的利用率。