CN101229924B - 一种以雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法 - Google Patents

Abstract

一种以雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法涉及一种以水氯镁石为原料、以氨水为沉淀剂间歇或者连续生产高纯氢氧化镁的方法，其特征在于：经处理后的原料配制成1mol/L～4.5mol/L的溶液，在含晶种的底液中与质量百分浓度为5％～30％的雾化氨水反应来制备氢氧化镁。制备出的氢氧化镁产品颗粒大、纯度高，颗粒尺寸可控制在10微米～100微米，纯度可达到98％～99.999％；而且其安全性远远好于氨，设备投资少，环境污染少。尾液氨氮处理采用商品方法达到环保要求。本发明产品颗粒大、规格多、成本低、安全性好、生产效率高、一次投资少、无环境污染。

Description

一种以雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法

技术领域

本发明属于冶金、无机非金属材料技术领域。

背景技术

目前，国外采用卤水或海水为原料，以石灰乳为沉淀剂制备氢氧化镁，国内有采用氨水制备氢氧化镁的研究工作，但均产品纯度低，粒度小，过滤困难，无法达到本技术的标准。本技术产品氢氧化镁颗粒大、纯度高，迄今尚未见相关文献报道。

现将常用的采用水氯镁石为原料制备氢氧化镁的工艺归纳如下：

(1)石灰卤水法

以MgCl₂·6H₂O为原料，与石灰乳反应，生成Mg(OH)₂沉淀。

MgCl₂+Ca(OH)₂→CaCl₂+Mg(OH)₂↓

该工艺要求原料含镁浓度低，同时原料中不能含有硫酸盐(将形成石膏一同析出)，要求石灰的活性和纯度很高；生成的Mg(OH)₂聚附倾向大，容易生成胶体，极难过滤及洗涤，易吸附硅、钙、铁等杂质离子，产品颗粒小，还有氢氧化镁虑饼含水率高，干燥能耗大，设备产能低，干燥后需要破碎，实际生产成本高。目前公开的文献中产品纯度均在98％以下。

(2)氢氧化钠法

以水氯镁石为原料，使之与氢氧化钠反应，生成氢氧化镁沉淀，反应方程如下：

MgCl₂+2NaOH→2NaCl+Mg(OH)₂↓

该工艺以氢氧化钠为沉淀剂，易带入钠离子杂质，同时以氢氧化钠为沉淀剂，成本很高，生成的氢氧化镁形成胶体沉淀，粒径较细，过滤性能非常差，虑饼含水率高，干燥能耗大，设备产能低，实际生产成本高。再者，氢氧化钠沉镁易生成碱式氯化镁沉淀，不易得到纯的氢氧化镁沉淀。

(3)氨法

以卤水或水氯镁石为原料，以氨作沉淀剂进行反应生成氢氧化镁沉淀，反应方程如下：

MgCl₂+2NH₃·H₂O→2NH₄Cl+Mg(OH)₂↓

氨法沉镁是生产氢氧化镁的重要方法之一，该工艺以氨为沉淀剂，未引入新的杂质，故产品中杂质含量低，易得到高纯氢氧化镁。但是目前工艺生成的氢氧化镁为胶状沉淀，颗粒细微(小于5微米)，难以过滤及洗涤，滤饼含水率在高，且反应前原料仍需进行除硼预处理。卤水和氨均需稀释，物料运行量大，设备产能低，生产成本高。反应体系中游离氨浓度高，易造成环境污染。有高纯氢氧化镁制备工艺的报道，但是其沉淀剂为液氨蒸发得到的氨气，不是采用本技术的雾化氨水。

发明内容

本发明的目的就是提供一种实现低成本、低消耗、高可靠、高环保制备大颗粒、高纯氢氧化镁的以雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法。

本发明的技术解决方案是，

采用处理过的水氯镁石原料配置浓度为3mol/L～4.5mol/L的氯化镁溶液，采用雾化氨水沉镁法制备高纯氢氧化镁，其特征在于：

(1)把水氯镁石加入到去离子水或者蒸馏水或者达到饮用标准的自来水中，在室温～90℃搅拌，直到固体全部溶解，过滤得到浓度为1mol/L～4.5mol/L的氯化镁溶液。

(2)在反应器中加入反应器额定容积5％～50％的蒸馏水或者去离子水做底液，把反应底液加热到室温至90℃，并维持反应器在±10℃之内变化。

(3)把配制好的氯化镁溶液注入到反应器中，每小时注入总流量控制在反应器底液总量的0.1～8倍。

(4)在注入氯化镁溶液开始前30分钟到开始后30分钟之间，按照MgCl2∶NH3计量比为1∶1～1∶2.5，开始加入雾化氨水，氨水的质量百分浓度为5％～30％。

(5)反应开始后，氯化镁和雾化氨水24小时连续或者间歇地注入反应器，沉镁反应连续或者间歇地进行；反应器内的含氢氧化镁颗粒的液体被放出，使液面维持在反应器额定容量的30％～100％。

(6)在反应器和过滤器之间设置具有搅拌、加热和保温功能的中间罐调节反应进程，含氢氧化镁颗粒的液体被排入中间罐，搅拌、保温30min～90min后，排入冷却和水洗罐，然后进行过滤、干燥。

本发明的有益效果是，

(1)采用质量百分浓度为5％～30％的氨水经雾化后的微滴为沉淀剂，雾化后液滴颗粒的直径在1微米至3毫米之间变化，解决氨气带来的安全和环境问题和普通氨水法的低纯度小颗粒问题。

(2)反应原料浓度为1mol/L～4.5mol/L的氯化镁溶液，有机地兼顾了节水、生产过程物流量小和氢氧化镁制品纯度高的多方面要求；

(3)反应开始后反应器内的沉镁反应过程24小时连续或者间歇地运行，实现不间断或者间歇地生产，反应器利用率高、单位容积产能高、大大简化工艺过程，降低劳动强度，工艺可靠性比间歇式反应器大大提高。无需反复更换、加热底液，节能明显。

(4)设置中间罐，把反应器内的氯化镁和氨的反应产物及其残余物混合液体注入中间罐调节反应进程，即可以最大限度地优化反应进程，又可以充分发挥反应器的功能。

(5)可获得粒度在10微米～100微米不同粒度、99％～99.999％不同纯度的氢氧化镁。

(6)尾液氨氮处理采用商品方法达到环保要求，氨气循环利用，无环境污染。

(7)本发明产品颗粒大、纯度高、规格多、成本低、效率高、一次投资少。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

连续式

(1)配制浓度为2mol/L的氯化镁溶液：

把水氯镁石加入到去离子水中，在室温下搅拌，直到全部溶解，配制出浓度为2mol/L的氯化镁溶液；采用压滤机过滤溶液除杂；

(2)注入反应底液

在有效容积为30升的反应器内注入15升蒸馏水做底液，加入100g晶种，加热到85℃并保温；

(3)注入雾化氨水

以与镁离子计量比为1∶2的比例连续注入质量浓度为10％的雾化氨水。

(4)注入氯化镁溶液

在雾化氨水开始注入10分钟后，把浓度为3mol/L的氯化镁溶液以每小时40升的流量连续注入到反应器中，沉镁反应开始。

(5)产物排出

反应开始后，经液面处的溢流口连续放出反应器内的混合液体至中间灌；

(6)中间罐中的液体陈化50分钟后排入滤器过滤并清洗、干燥。

实施例2

间歇式

(1)配制浓度为4.5mol/L的氯化镁溶液：

把水氯镁石加入到去离子水中，在50℃下搅拌，直到全部溶解，配制出浓度为4.5mol/L的氯化镁溶液15升；采用压滤机过滤溶液除杂；

(2)注入反应底液

在有效容积为30升的反应器内注入15升蒸馏水做底液，加入100g晶种，加热到85℃并保温；

(3)注入雾化氨水

以与镁离子计量比为1∶2的比例连续注入质量浓度为25％的雾化氨水。

(4)注入氯化镁溶液

在雾化氨水开始注入5分钟后，把浓度为4.5mol/L的氯化镁溶液以每小时30升的流量连续注入到反应器中，直到15升溶液注入完毕。

(5)产物排出

反应结束后，反应罐内的混合溶液陈化50分钟后排入滤器过滤并清洗、干燥。

Claims (1)

1.一种以雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法，以水氯镁石为原料制备氢氧化镁的方法，是对经过处理的水氯镁石配制成1mol/L～4.5mol/L的溶液，采用雾化氨水为沉淀剂制备高纯氢氧化镁的方法，其特征在于：

(1)把水氯镁石加入到去离子水或者蒸馏水中，在室温～90℃搅拌，直到固体全部溶解，过滤得到浓度为1mol/L～4.5mol/L的氯化镁溶液；

(2)在反应器中加入反应器额定容积5％～50％的蒸馏水或者去离子水做底液，把反应底液加热到室温至90℃，并维持反应器在±10℃之内变化；

(3)把配制好的氯化镁溶液注入到反应器中，每小时注入总流量控制在反应器底液总量的0.1～8倍；

(4)在注入氯化镁溶液开始前30分钟到开始后30分钟之间，按照MgCl₂∶NH₃计量比为1∶1～1∶2.5，开始加入雾化氨水，雾化后液滴颗粒的直径在1微米至3毫米之间变化，氨水的质量百分浓度为5％～30％；

(5)反应开始后，氯化镁和雾化氨水24小时连续或者间歇地注入反应器，沉镁反应连续或者间歇地进行；反应器内的含氢氧化镁颗粒的液体被放出，使液面维持在反应器额定容量的30％～100％；

(6)在反应器和过滤器之间设置具有搅拌、加热和保温功能的中间罐调节反应进程，含氢氧化镁颗粒的液体被排入中间罐，搅拌、保温30min～90min后，排入冷却和水洗罐，然后进行过滤、干燥。