專利名稱：制取合成光鹵石的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有色冶金領域，尤其是涉及制取合成光鹵石的方法。
上述的合成光鹵石可廣泛用于通過電解方法制取鎂和氯。
廣泛地分布于自然界的氯化鎂溶液，該溶液同時含有鎂、鈉和鉀的氯化物及硫酸鹽，它們可作為生產合成光鹵石的基本原料。另外，加工復雜的液體狀鉀-鎂礦所排出的廢液也可作為生產合成光鹵石的原料。不管是什么來源的原料，它們都含有一些有害的雜質-硫酸鹽并在很多情況下還含有硼。在將上述溶液加工成準備用來生產鎂和氯的合成光鹵石的情況下，對存在的這些雜質應予以足夠的重視。在合成光鹵石中，這些雜質的含量應作嚴格的限制換算成硫酸鈣的硫酸鹽含量不應超過0.05%(重量)，而硼的含量不應超過0.001%(重量)。基本組分-鎂、鉀、鈣和鈉的氯化物-的含量應處于這樣的范圍內，即能滿足鎂和氯的生產工藝要求，例如，(重量%)，Mgcl2-29.5;KCl-26.2;Nacl-7.2;H2O-36.9。
有很多種制取合成光鹵石的方法。例如，一種由含有氯化鎂的光鹵石母液制取光鹵石的方法是已知的。上述的這些母液可利用太陽能來濃縮貯水池中的天然氯化鎂溶液得到。隨著溶液的逐步濃縮，從其中析出氯化鈉和鉀-鎂鹽。
作為在實施從混合鹽水中選擇性地提取氯化鎂的方法時的中間產品，光鹵石可在加工母液時獲得(US，A，3516785)。用氯化鈣處理主要含氯化鎂和硫酸鎂的母液，結果獲得硫酸鈣沉淀(石膏)。在分離掉硫酸鈣以后，將余下的無硫酸鹽的溶液蒸發(fā)并加以冷卻，使光鹵石析出。用過濾法將生成的光鹵石與濃縮的氯化鎂溶液分離。
在實施這一方法的時候，只有小部分在除去硫酸鹽的溶液中所含的氯化鎂以光鹵石形式得到，這種光鹵石被雜質污染，不能用來生產鎂和氯。
還有一種方法是由加工鉀礦石時所生成的氯化鎂溶液來制取用于生產鎂和氯的合成光鹵石。這一方法包括，通過蒸發(fā)將溶液濃縮，然后在90℃下用氯化鈣溶液處理并除去硫酸鹽。用過濾法將無硫酸鹽的溶液與硫酸鈣(石膏)分離。將已純化的溶液通過蒸發(fā)濃縮，達到含36-37%Mgcl2并與氯化鉀混合。將此懸浮液冷卻并使合成光鹵石結晶出來〔О·А.Лебедев，“ЛроиЗводство Магния ЭлектролиЗом”，1988，Металлуртия(Москва)，29，33-34頁;Х.Л.Стрелец，“Электролитическое получение магния”，1972，Металлургия(Москва，63-64頁)〕。
還有一種制取合成光鹵石的方法(SU，A，582203)，該方法包括，將經除硫酸鹽純化(無硫酸鹽)的氯化鎂溶液通過蒸發(fā)濃縮至濃縮液中氯化鎂和氯化鈣的總含量達到33-34%(重量)。將此濃縮液與預熱到75-80℃的氯化鉀懸浮液(內含7-8%(重量)氯化鉀)混合。將所得的懸浮液在8小時內冷卻到35℃。在此條件下，結晶出合成光鹵石，用過濾法將所說光鹵石與光鹵石母液分離。
用所述的方法只能從不含硼的氯化鎂溶液中制取合成光鹵石。在用該方法從含硼的氯化鎂溶液制備出的合成光鹵石中，雜質硼的含量超過鎂和氯的生產工藝所允許的好幾倍，達到0.05-0.12%(重量)或更多，這要由初始氯化鎂溶液的組成而定。
本發(fā)明的任務是建立這樣一種制取合成光鹵石的方法，該方法可用被硼污染的氯化鎂溶液制備出含硼不超過0.001%(重量)和含硫酸鈣不超過0.05%(重量)的目的產物-合成光鹵石。
該任務是這樣解決的，在所推薦的由氯化鎂溶液制取合成光鹵石的方法中包括如下步驟，在85-95℃下用氯化鈣溶液處理所說的氯化鎂溶液，獲得一種含有硫酸鈣的混合物，分離掉硫酸鈣，將余下的無硫酸鹽的溶液蒸發(fā)濃縮，將此濃縮液冷卻，獲得一種含氯化鎂的混合鹽，將所得的混合鹽在70-100℃下用氯化鉀處理，獲得一種懸浮液，將所得懸浮液冷卻至35-50℃，結果獲得目的產物和光鹵石母液，在該方法中，按照本發(fā)明，將所得的無硫酸鹽的溶液蒸發(fā)濃縮至氯化鎂和氯化鈣的總濃度達到38-43%(重量)，將此濃縮液冷卻使其析出固體狀態(tài)的混合物先與光鹵石母液混合，然后再用氯化鉀處理。
在推薦的制取合成光鹵石的方法中，用作初始原料的是含有硫酸鹽和硼雜質的天然的或其他來源的氯化鎂溶液。如上所述，將所說氯化鎂溶液在85-95℃下用氯化鈣溶液處理。所選擇的溫度范圍是最佳的，因為這樣可以使硫酸鈣以很易過濾的α-半水合物(α-CaSO4·0.5H2O)的結晶形式沉淀出來。在將已除硫酸鹽的溶液蒸發(fā)時，所用的溫度沒有多大影響，這一溫度由工藝中所用設備的形式來決定。按所推薦的方法，將已除硫酸鹽的溶液蒸發(fā)，使其中的氯化鎂與氯化鈣的總濃度達到38-43%(重量)，結果獲得主要由氯化鎂，即水氯鎂石(Mgcl2·6H2O)組成的固體混合鹽。在蒸發(fā)已除硫酸鹽的溶液到氯化鎂和氯化鈣的總濃度為38%(重量)時，則會降低固體混合鹽的產率，并增加溶液流量。這就意味著要增加能耗。提高蒸發(fā)的程度，使氯化鎂和氯化鈣的總濃度提高到43%(重量)以上，則在將溶液冷卻時可能析出溢晶石的結晶(2MgCl2CaCl2·12H2O)，這是一種難以過濾的細小結晶。為了使主要由氯化鎂(MgCl2·6H2O)組成的混合鹽部分地溶解，用光鹵石母液將其處理。然后在70-100℃下用含氯化鉀的組合物來處理混合鹽，這樣可使氯化鉀的絕大部分轉變?yōu)槿芙鉅顟B(tài)，因為在以后冷卻懸浮液時，形成合成光鹵石是從相應于KCl-NaCl-MgCl2-CaCl2-H2O體系溶解度的溶液中產生的。將所得的懸浮液冷卻到35-50℃以使光鹵石結晶出來。由于溶液的高溫抑制，要達到更低的溫度伴隨有技術上的困難，而溫度高于50℃則會降低轉變?yōu)楣滔嗟墓恹u石的產率。
在很多情況下，為了降低在目的產物中硼的含量，建議在將固相形式的混合鹽與光鹵石母液混合之前，先用水或氯化鎂溶液洗滌，使經過洗滌的混合鹽中的硼含量不超過0.0035%(重量)。
所推薦的制取合成光鹵石的方法允許使用廉價的原料，例如，含有硫酸鹽和硼兩種雜質的天然氯化鎂溶液。在此情況下，在目的產物中硼含量為0.001%(重量)，CaSO4含量為0.05%(重量)。這樣可保證在電解合成光鹵石以制備鎂和氯的時候達到最小的電能消耗。
制取合成光鹵石的方法在應用技術上是簡易的，該方法按下列方式進行。
向一個帶有攪拌裝置的反應器中加入預熱到85-95℃的氯化鎂溶液、氯化鈣溶液以及一部分含有氯化鈣的光鹵石母液。在氯化鎂溶液中所含的硫酸鹽與氯化鈣發(fā)生相互作用，生成硫酸鈣(石膏CaSO4·0.5H2SO4)。使硫酸鈣在沉降器中沉降，將其過濾并從體系中除去。
將余下已除硫酸鹽(無硫酸鹽)的氯化鎂溶液置于裝有燃燒加熱器的設備中蒸發(fā)濃縮，使氯化鎂和氯化鈣的總濃度達到38-43%(重量)。這時蒸發(fā)溶液的溫度為105-115℃。將濃縮液裝入真空-結晶裝置中，使該溶液冷卻到35-50℃。在冷卻時結晶出一種主要由氯化鎂，即水氯鎂石(MgCl2·6H2O)組成的混合鹽。在沉降器中并用離心機使混合鹽與水氯鎂石的母液分離。在混合鹽中的硼含量取決于其中殘留的水氯鎂石母液的含量。最好是根據混合鹽中的硼含量，按已知的方法用水或用氯化鎂溶液洗滌過濾出的混合鹽，直到被洗滌的混合鹽中硼含量不超過0.0035%(重量)為止。
硼積累在水氯鎂石溶液中，這是由于在工藝操作過程中硼不以固相形式析出。此外，還由于所得的含硼母液返回到工藝流程中。為了除去硼，必須把一部分水氯鎂石母液從流程中排走。隨同這一部分水氯鎂石母液一起排走的硼和氯化鎂分別占它們在初始氯化鎂溶液中含量的85-95%(重量)和5-40%(重量)。
將經洗滌的或未經洗滌的混合鹽置于一個帶有攪拌裝置的設備中，在70-100℃下與光鹵石母液和含氯化鉀的組合物一起攪拌，該組合物為工業(yè)氯化鉀(KCl-85-98重量%)和廢電解質(KCl-68-72重量%)-由光鹵石生產鎂和氯時產生的廢物。
將所得懸浮液置于真空-結晶裝置中使其冷卻到35-50℃。這時合成光鹵石就結晶出來。將來自真空-結晶裝置的懸浮液裝入一個沉降器中。將變濃了的光鹵石懸浮液進行離心分離。經離心分離后所得的合成光鹵石就是目的產物-即制取鎂和氯所用的原料。光鹵石母液重新用于流程中。
在實施所推薦的制取合成光鹵石的工藝方法時，為了更充分地利用原料組分，考慮了一些利用水氯鎂石母液和光鹵石母液的傳統(tǒng)方法，所說的母液分別是在使混合鹽結晶和合成光鹵石結晶時所產生的，所用的方法是把這些母液返回到用氯化鈣來處理氯化鎂溶液這一工序中，還有是將已除硫酸鹽的溶液蒸濃，以用于使混合鹽和含氯化鉀的組合物變?yōu)閼腋∫旱墓ば蛑小?br> 實施例1將100公斤內含(重量%)32.5-Mgcl2;0.3-KCl;0.4-Nacl;2.0-MgSO4;0.025-B;64.8-H2O的氯化鎂溶液與含有12.8公斤25%的氯化鈣溶液以及11噸內含(重量%)23.8-Mgcl2;4.0-KCl;1.2-Nacl，5.0-Cacl2;0.03-CaSO4;0.01-B的待加工光鹵石母液一起混合，混合前這些溶液皆預熱到85℃。這時硫酸鈣(石膏)以固相形式析出，用過濾法將這些固體與無硫酸鹽的溶液分離。將121.4公斤無硫酸鹽的溶液與93公斤已分離掉混合鹽的水氯鎂石母液一起混合，然后將其蒸發(fā)濃縮，蒸去33公斤水，使?jié)饪s液中氯化鎂和氯化鈣的總濃度達到41.2%(重量)。將濃縮液冷卻到45℃。這時就產生主要含氯化鎂即水氯鎂石(Mgcl2、6H2O)的混合鹽結晶。這樣混合鹽就和富集了硼的水氯鎂石母液分離，這時母液組成(重量%)Mgcl2-31.7;KCl-0.2;Nacl-0.8;Cacl2-7.3;B-0.09。
將上述26公斤溶液從流程中排走。
將混合鹽置離心機中用水洗滌，這時混合鹽中的硼含量降低至0.0035%(重量)。
將62.4公斤內含(重量%)Mgcl2-45.5;KCl-1.1;Nacl-0.6;B-0.0035;H2O-52.66的經洗滌的混合鹽與50公斤光鹵石母液混合，加入一種由99.3公斤光鹵石母液，24.6公斤內含(重量%)KCl-72.0;Nacl-19.5;Mgcl2-5.0;Cacl2-2.3廢電解質，以及7.78公斤內含(重量%)KCl-85.0;Nacl-15.0的氯化鉀所組成的混合物。將所得的懸浮液在85℃下攪拌60-70分鐘，然后將其冷卻至45℃。這時有92.0公斤的合成光鹵石成為固體析出，其組成為(重量%)Mgcl2-29.4;KCl-26.2;Nacl-7.2;CaSO4-0.02;H2O-37.2;B-0.001，余下的157公斤光鹵石母液返回工藝流程中。
實施例2將組成如實施例1所示的100公斤氯化鎂溶液和9.6公斤光鹵石母液預熱至90℃并和13.37公斤25%的氯化鉀溶液一起混合。
將120.6公斤已除硫酸鹽的溶液與130公斤在分離混合鹽后獲得的母液一起混合，將其蒸發(fā)濃縮，蒸去15.6公斤水，使?jié)饪s液中的氯化鈣與氯化鎂的總含量達到38%(重量)。
將濃縮液冷卻到50℃，如實施例1所述分離洗滌混合鹽，使其中的硼含量降低到0.0031%(重量)。
將61.2公斤經洗滌過的組成為(重量%)Mgcl2-45.3;KCl-1.0;Nacl-0.6;B-0.0031，其余為水的混合鹽與50公斤光鹵石母液混合。向所得懸浮液中加入另一種懸浮液，該懸浮液含有組成與實施例1相同的24公斤廢電解質，7.8公斤氯化鉀和90公斤光鹵石母液。將所得懸浮液在70℃下攪拌，然后將其冷卻到50℃。結果獲得89.4公斤合成光鹵石，其組成為(重量%)Mgcl2-29.6;KCl-26.0;Nacl-7.0;Cacl2-0.4;CaSO4-0.05;B-0.001;H2O-37.05并獲得149.6公斤光鹵石母液，該母液返回到流程中。
將27.2公斤在分離混合鹽后已富集硼的水氯鎂石母液從工藝流程中排走。
實施例3將100公斤組成如實施例1所述的初始氯化鎂溶液與下面兩種氯化鉀的溶液混合一種為8.9公斤內含(重量%)23.8-Mgcl2;4.0-KCl;1.2-Nacl;5.0-Cacl2;B-0.0015的光鹵石母液，另一種為12.4公斤25%的氯化鉀溶液。這些溶液預先加熱到85-90℃。在溶液混合的時候有石膏(CasO4·0.5H2O)成固體析出，將其過濾分離，獲得2.4公斤石膏和119公斤無硫酸鹽的溶液。將該119公斤無硫酸鹽的溶液與95公斤已分離掉混合鹽的水氯鎂石母液混合。然后將所得混合液蒸發(fā)濃縮，蒸去46公斤水，使?jié)饪s液中的氯化鎂和氯化鈣的總含量達到43%(重量)。將濃縮液冷卻到50℃。這時產生一種主要含水氯鎂石的混合鹽結晶。將混合鹽離心分離，用氯化鎂溶液洗滌，分離出的水氯鎂石母液含(重量%)Mgcl2-32.0;KCl-0.2;Nacl-0.85;Cacl2-6.4;B-0.11。
將21.3公斤富集硼的水氯鎂石母液從流程中排走。
將61.25公斤組成為(重量%)Mgcl2-44.5;KCl-0.88;Nacl-0.97;Cacl2-0.08;H2O-53.57;B-0.006經洗滌的混合鹽用50公斤返回的光鹵石母液使成懸浮液。向所得懸浮液中加入一種混合物，該混合物的組成為25.7公斤組成如實施例1所示的電解質，7.0公斤氯化鉀和1.2公斤氯化鈉以及100公斤返回的光鹵石母液。將所得懸浮液在100℃下攪拌70分鐘，然后將其冷卻到45℃。結果獲得88.8公斤組成為(重量%)Mgcl2-29.7;KCl-26.0;Nacl-7.1;H2O-32.0和B-0.002的合成光鹵石，和158公斤光鹵石母液，將此母液返回流程中。
因為經洗滌的混合鹽，其中含硼超過0.0035%(重量)，為0.0062%(重量)，故在合成光鹵石中的硼含量較允許量高出0.002%(重量)。
實施例4將100公斤含量為(重量%)Mgcl2-32.0;KCl-0.30;Nacl-0.40;MgSO4-2.0;B-0.028;水-65.3的氯化鎂溶液與下面兩種含氯化鉀的溶液混合，其中一種為12.7公斤返回的光鹵石母液，內含(重量%)Mgcl2-23.5;KCl-4.01;Nacl-1.89;Cacl2-4.96 B-0.11;H2O-65.63，另一種為13.4公斤25%的氯化鉀溶液。將這些溶液預先加熱到90℃。這時獲得2.4公斤石膏與123.7公斤無硫酸鹽溶液。把全部無硫酸鹽溶液與100公斤經分離混合鹽后的水氯鎂石母液一起蒸發(fā)濃縮，蒸去23公斤水，使?jié)饪s液中的氯化鎂與氯化鈣的總含量達到38.0%(重量)。將濃縮液冷卻到35℃。這時結晶出主要含水氯鎂石的混合鹽。用離心機將混合鹽與水氯鎂石母液分離，該母液組成為(重量%)31.3-Mgcl2;0.2-Kcl;0.7-Nacl;6.0-Cacl2;B-0.09;H2O-51.8。將該母液29.2公斤從流程中排走。在離心機中用水洗滌混合鹽，洗滌后混合鹽的含硼量降低到0.0021%(重量)。
將63.4公斤含有(重量%)Mgcl2-45.0;KCl-1，1;Nacl-0.6;Cacl2-0.2;B-0.0021;H2O-53.1的混合鹽懸浮于72.3公斤光鹵石母液中。獲得135.7公斤懸浮液。
將24.0公斤組成如實施例1所示的電解質，6.7公斤氯化鉀和1.2公斤氯化鈉與90公斤返回的光鹵石母液混合并再和135.7公斤混合鹽的懸浮液混合。將所得懸浮液加熱至90℃并攪拌80分鐘。然后將其冷卻到35℃，這時結晶出86.9公斤合成光鹵石，其組成為(重量%)Mgcl2-29.5;Kcl-26.2;Nacl-7.0;Cacl2-0.3;CaSO4-0.04;H2O-36.96;B＜0.001。用離心法將合成光鹵石與光鹵石母液分離。將光鹵石母液-174公斤再用于流程中。
實施例5將100公斤組成為(重量%)Mgcl2-29.3;Kcl-1.38;Nacl-1.46;MgSO4-0.8;B-0.022;H2O-67.04的初始氯化鎂溶液與下面兩種含Cacl2溶液混合，其中一種是13公斤光鹵石母液，另一種是9.1公斤25%的氯化鈣溶液。將這些溶液預先加熱至90℃。在混合溶液時析出固相的石膏，將石膏過濾分離，獲得1.1公斤石膏和121公斤無硫酸鹽溶液。將該121公斤無硫酸鹽溶液與98公斤已分離掉混合鹽的水氯鎂石母液混合。將該混合液蒸發(fā)濃縮，蒸去28.0公斤水，使?jié)饪s液中氯化鎂和氯化鈣的總含量達到38.5%(重量)。然后將溶液冷卻到45℃。這時結晶出主要由水氯鎂石組成的混合鹽。在離心機中將混合鹽與水氯鎂石母液分離并用氯化鎂溶液洗滌。獲得57.8公斤組成為(重量%)Mgcl2-44.0;Kcl-1.1;Nacl-1.0;B-0.0025;Cacl2-0.08;H2O-53.82的混合鹽，所得水氯鎂石母液的組成為(重量%)Mgcl2-31.7;Kcl-0.2;Nacl-0.8;Cacl2-7.3;B-0.092;H2O-60.0。將22.6公斤水氯鎂石母液從流程中排走。
將57.8公斤經洗滌過的混合鹽懸浮于60公斤光鹵石母液中。向所得的懸浮液中加入一種由20公斤組成如實施例1所示的廢電解質，2.8公斤氯化鉀和0.7公斤氯化鈉所組成的混合物以及85公斤光鹵石母液。將所得懸浮液在85℃下攪拌60分鐘然后將其冷卻到45℃。這時結晶出80公斤合成光鹵石，其組成為(重量%)Mgcl2-30.0;Kcl-26.4;Nacl-6.2;CaSO4-0.3;B-0.001;H2O-37.37，余下的光鹵石母液-147公斤返回流程中。
實施例6將100公斤組成為(重量%)Mgcl2-32.5;MgSO4-2.0;Kcl-0.3;Nacl-0.4;B-0.005;H2O-64.8的初始氯化鎂溶液與下面兩種含氯化鈣的溶液混合一種為12.8公斤25%的氯化鈣溶液，另一種為11公斤組成如實施例1所示的返回的光鹵石母液。將這些溶液預熱至90%。此時，如同實施例1，獲得2.4公斤石膏和121.4公斤無硫酸鹽溶液。將所有無硫酸鹽溶液與95公斤已分離掉混合鹽的水氯鎂石母液一起蒸發(fā)濃縮，蒸去38.5公斤水，使?jié)饪s液中氯化鎂與氯化鈣的總含量達到42%(重量)。然后將濃縮液冷卻到45℃。這時結晶析出74公斤混合鹽，其組成為(重量%)Mgcl2-44.9;Kcl-1.1;Nacl-0.7;Cacl2-0.2;H2O-58.1;B-0.0035。用離心法將所得的混合鹽與水氯鎂石母液分離，該母液的組成為(重量%)Mgcl2-31.7;Kcl-0.2;Nacl-0.8;Cacl2-7.3;B-0.04。將10公斤水氯鎂石母液從流程中排走。
將所得混合鹽懸浮于70公斤光鹵石母液中。向懸浮液中加入一種由24.6公斤組成如實施例1所示的電解質，8.6公斤氯化鉀和1.4公斤氯化鈉以及99.3噸返回的光鹵石母液所組成的混合物。在80-85℃下攪拌60-70分鐘，然后將其冷卻到45℃。這時結晶出98公斤合成光鹵石，其組成為(重量%)Mgcl2-29.8;Kcl-25.9;Nacl-6.9;Cacl2-0.3;CaSO4-0.05;B-0.001;H2O-37.25。
用離心法將合成光鹵石與光鹵石母液分離。將光鹵石母液-170公斤返回流程中。
權利要求
1.由氯化鎂溶液制取合成光鹵石的方法，包括在85-95℃下用氯化鈣溶液處理所說的氯化鎂溶液，獲得一種含硫酸鈣的混合物，分離掉硫酸鈣，將余下的無硫酸鹽溶液蒸發(fā)濃縮，將濃縮液冷卻，獲得含氯化鎂的混合鹽，在70-100℃下用氯化鉀處理生成的混合鹽，獲得一種懸浮液，將懸浮液冷卻至35-50℃，獲得目的產物與光鹵石母液，其特征在于，將已除去硫酸鹽的溶液蒸發(fā)濃縮，使氯化鎂和氯化鈣的總濃度達到38-43%(重量)，然后將該濃縮液冷卻至混合鹽以固相形式析出，在用氯化鉀處理所說混合鹽之前，先將混合鹽與光鹵石母液混合。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在將固相形式的混合鹽與光鹵石母液混合之前，先將所說混合鹽洗滌，使經過洗滌的混合鹽中的含硼量不超過0.0035%(重量)。
全文摘要
制取合成光鹵石的方法，該方法包括，把結果獲得鎂溶液在85—95℃下用氯化鈣溶液處理。結果獲得含硫酸鈣的混合物，將硫酸鹽分離除去，將余下的無硫酸鹽溶液蒸發(fā)濃縮，使其中氯化鎂和氯化鈣的總含量達到38—43％，然后冷卻該濃縮液，使混合鹽以固相形式析出。將所得混合鹽光鹵石母液混合并在70—100℃下用氯化鉀進行處理。結果獲得一種懸浮液，將其冷卻到35—50℃并使其析出目的產物。
文檔編號C01F5/00GK1039395SQ89104988
公開日1990年2月7日 申請日期1989年6月2日 優(yōu)先權日1988年6月2日
發(fā)明者鮑里斯·朱爾耶維奇·戈洛庫, 朱利·維拉迪米羅維奇·布克什, 朱利·斯特帕諾維奇·薩福利津, 默什達·艾伯吉姆娜·默雷托維, 維拉·約西福娜·尤達蘆娃, 塔泰亞娜·艾瓦努娜·徹里帕諾娃, 奧加·博里蘇娜·?；?申請人:全蘇制鹽科學研究設計院