卤水制氧化镁

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

[物化性质]轻质氧化镁又名苦土，是白色轻质疏松粉末，在25℃下的密度是3.58g/cm3，熔点2852℃，沸点3600℃，无臭、无味、无毒。暴露在空气中极易吸收水分和二氧化碳，逐渐转化成酸式碳酸镁。难溶于水，不溶于醇，溶于酸或铵盐溶液中，溶于稀酸中生成相应的镁盐溶液。有高度耐火绝热性能。经1000℃以上高温灼烧，可转化为晶体；温.度升高至1500℃以上时，则成死烧氧化镁或烧结氧化镁。

[制备方法]轻质氧化镁的制备主要有卤水制法和固体矿制法两种。

(1)卤水制氧化镁

由卤水或水氯镁石制备氧化镁的方法主要有石灰法、碳铵法、氨法、纯碱法、水氯镁石直接热解法等。

①石灰法将氯化镁溶液与煅烧石灰石(或白云石)灰乳反应生成氢氧化镁沉淀，煅烧得氧化镁，实验原理如下：

工艺流程如图4-5所示。

②碳铵法

a.方法一，碳酸氢铵(或二氧化碳与氨)同氯化镁溶液反应生成碱式碳酸镁，经煅烧分解成氧化镁，工艺流程如图4-6所示。

图4-5 由水氣镁石石灰生产氧化镁工艺流程

图4-6 碳铵法制取氧化镁和氯化铵的工艺流程(一)

b.方法二将海水制盐后的母液(镁离子含量在50g/dm3左右)在除去杂质后与碳酸氢铵按适宜比例相混合，进行沉淀反应，再经离心脱水、烘干、煅烧、粉碎分级、包装，即得轻质氧化镁成品。反应方程式如下所示:

5MgCl2+10NH4HCO3+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NH4Cl+6CO2↑

4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2↑+6H2O

工艺流程如图4-7所示。

图4-7 碳铵法制取氧化镁和氯化铵的工艺流程(二)

③氨法将水氯镁石(或老卤)与液氨(或氨水)加入晶种沉镁，沉淀经洗涤、烘干、煅烧得到氧化镁产品，工艺流程如图4-8所示。

此法沉镁效率可达80%～85%，氨转化率可达80%，产品中氧化镁质量分数在99%以上，副产的NH4Cl可作为化肥化工原料，且无工业三废，基本无环境污染。如在沉镁过程中添加特殊晶种核心，可生产超细氧化镁、磁性氧化镁及空气氧化镁。

图4-8 氨法制备氧化镁工艺流程

图4-9喷雾法工艺流程

④纯碱法将卤水与纯碱反应，生成碱式碳酸镁沉淀，洗涤、脱水后再经850℃煅烧，冷却、粉碎，制得氧化镁。此法制得的氧化镁产品纯度高，工艺简单，能耗小，但使用纯碱会使成本过高。有关化学反应方程式如下：

⑤水氯镁石直接热解法含水氯化镁在空气(或热气流)中加热，随着温度升高能逐步失去结晶水。反应方程式如下：

MgCl2·6H2O→MgO+2HCl+5H2O

该法工艺流程简单，不需消耗任何辅助原料，使生产成本降低，更易实现镁的高值化和产业化。现行方法主要有喷雾法和沸腾炉法2种。

a.喷雾热解法将卤水直接喷入热分解反应炉中进行热分解，煅烧后得粗氧化镁，多次水洗除去未完全分解的可溶性氯化物，粗氧化镁完全水化生成Mg(OH)2，煅烧至轻质氧化镁。该工艺的热解时间短，生产成本较低，但回收率比较低，氯化氢尾气腐蚀性强，对设备的要求很高，而且对氯化氢尾气的吸收和浓缩有很大的难度。其工艺流程如图4-9所示。

b.沸腾炉热解法将原料经沸腾炉脱水，热解和焙烧，产品由出料管自动溢入集料罐储存。沸腾炉炉体散热较大，应采用适当的隔热保温措施才能较低散热，提高炉子的有效热利用率。工艺流程如图4-10所示。

图4-10 沸腾炉热解法工艺流程

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