CN102586810A - 一种制备金属镁粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及湿法冶金类，具体涉及一种制备金属镁粉的方法，所述方法至少包括下列步骤：将六水氯化镁

Description

一种制备金属镁粉的方法
 
技术领域
本发明涉及湿法冶金类，具体涉及一种制备金属镁粉的方法。
背景技术
    金属镁粉在钢铁冶炼中是钢铁的脱硫剂，脱硫后的钢铁具有良好的板材加工性能。金属镁也是制造铝镁合金的重要材料，用量最大的是汽车工业，例如每辆汽车用镁量为5-10Kg。
       我国有漫长的海岸线、丰富的海水及卤水资源，苦卤中最丰富的镁资源不能得到充分和有效的开发利用。如何充分利用苦卤中的镁资源是苦卤化学资源综合利用中的关键问题。但是迄今为止从海水化学资源（主要是苦卤）中生产金属镁及镁系产品在我国海洋化工产业中是一个非常薄弱的环节。几十年来一直主要生产一些低附加值的氯化镁等产品，造成了资源的浪费。
根据国内的发展情况，我国海盐工业每年约有                                               
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE002
苦卤可供利用，资源十分丰富的盐场卤水资源，卤水中的浓度高达110~130g/L，大量苦卤的产生不但会对环境带来相当严重的污染，同时高浓度的卤水中含有许多有用的化学成分，所以应该加以积极的利用，防止资源的巨大浪费。从苦卤中提取金属镁主要是利用苦卤中的氯化镁脱水后用电解法生产。工业规模海水制镁的方法是：由海水中加石灰石沉淀
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE006
，再由氢氧化镁加盐酸转换成
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE008
，脱水得到，再电解得到
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE014
。电解法金属镁生产虽是成熟技术，但利用苦卤中的氯化镁生产金属镁，因成本高等原因，我国至今未进入规模生产，其主要难点是氯化镁脱水问题未能很好解决。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种制备金属镁粉的方法，该方法直接采用六水氯化镁
Figure 364524DEST_PATH_IMAGE008
，作为原料，从而避免了生产中氯化镁的脱水过程，同时还实现了循环生产。
本发明的实现由以下技术方案完成：
一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述方法至少包括下列步骤：将六水氯化镁
Figure 186987DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液进行膜电解获得镁离子，所述镁离子在膜电解系统的阴极被还原成镁以后，经过固液分离得到金属镁粉。
所述的氯化镁
Figure 454020DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液来源于氢氧化镁与盐酸反应后的产物。
所述的氯化镁
Figure 652920DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液来源于海水淡化处理后用于制造钾肥后的制钾废液，即苦卤。
所述氯化镁饱和溶液来源于盐湖卤水用于制造钾肥后的制钾废液，即苦卤。
所述的膜电解采用的是至少一幅均相阳离子交换膜。
所述方法中将所述氯化镁
Figure 377480DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液经过膜电解后的MgCl2贫液中氯离子与氢氧化镁反应，生成的氯化镁溶液进行膜电解获得镁离子，所述镁离子在膜电解系统的阴极被还原成镁以后，经过固液分离得到金属镁粉。
本发明的优点是，清洁生产，固液气接近零排放；能耗大幅降低，只迁移水中离子，水不发生相变；使用盐化工业废液，使上游工厂零排放（接近）；生产流程缩短，设备简单/可全自动；原料单一，来源丰富，氯化镁无须脱水，回避了镁盐脱水难题；可实现标准化生产，易扩大生产规模。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
实施例1
本实施例原料来源于盐湖钾肥厂制钾后得到的MgCl2苦卤水，再经过除不溶物杂质、除重金属离子后，得到精制的氯化镁饱和溶液，将该饱和溶液流经由数幅平行排列的均相阳离子交换膜构成的分离装置，将镁离子分离，分离的镁离子在膜电解系统的阴极被还原成镁以后，经过固液分离得到金属镁粉。被滤出镁离子
Figure 205255DEST_PATH_IMAGE004
后的Mgcl2贫液此时含有氯离子
Figure 201210070473X100002DEST_PATH_IMAGE016
呈酸性液，将其与氢氧化镁中和，反应生成氯化镁溶液，此溶液可用于配置氯化镁饱和溶液，作为原料使用，同期产生的氯气可回收利用，如此循环往复。
本实施例流程的原料为盐湖钾肥厂制钾后得到的MgCl2苦卤水，中间添加物为氢氧化镁，其终极产物为镁粉、水和少量氯气，本领域技术人员显然可以认识到，本流程的特点是从制钾废液中提取镁粉的同时，实现了无污染的零排放。
 实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于原料来源于海水，将海水淡化厂排放的废水（浓盐水）经钾肥厂制钾后得到MgCl2苦卤水，再经过除不溶物杂质、除重金属离子后，得到精制的氯化镁
Figure 635100DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液，以此为原料，用上述实施例中的方法进行分离，得到金属镁粉。
实施例3：
本实施例原料来源于海水，将一定量的海水过滤后，加入石灰石CaCo3，经过沉淀后，生成氢氧化镁，之后加入盐酸，得到精制的氯化镁
Figure 876725DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液。以此为原料，用上述实施例中的方法进行分离，得到金属镁粉。
将上述实施例投入生产中，得出的结论是，采用上述实施例中的氯化镁饱和溶液8-10吨，利用上述实施例的膜电解法在工作压力0.1MPa-4MPa；每对膜的工作电压1V-5V；工作电流10-500mA/cm2；工作温度12-50℃的工作状态下，可产出约1吨左右的镁粉，其能耗不大于3000KWh/吨。同时由于循环生产，可实现零排放。
而本领域技术人员熟知的是，采用氯化镁
Figure 857637DEST_PATH_IMAGE008
饱和溶液8-10吨，采用现有技术中的溶盐电解法生产镁，即经过干燥脱水后，直流电解获得镁，其能耗约在18000 KWh/吨左右。有废液排放，其排放的废电解液需要回收，再处理。
很显然通过本实施例与现有技术的比较可得知，本发明的方法与对现有技术相比，最大优势在于，能耗大为节省，且为零排放。

Claims (6)

1.一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述方法至少包括下列步骤：将六水氯化镁                                               
Figure 201210070473X100001DEST_PATH_IMAGE002
饱和溶液进行膜电解获得镁离子，所述镁离子在膜电解系统的阴极被还原成镁以后，经过固液分离得到金属镁粉。
2.根据权利要求1所述的一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述的氯化镁
Figure 382076DEST_PATH_IMAGE002
饱和溶液来源于氢氧化镁与盐酸反应后的产物。
3.根据权利要求1所述的一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述的氯化镁
Figure 112266DEST_PATH_IMAGE002
饱和溶液来源于海水淡化处理后用于制造钾肥后的制钾废液，即苦卤。
4.根据权利要求1所述的一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述氯化镁
Figure 892003DEST_PATH_IMAGE002
饱和溶液来源于盐湖卤水用于制造钾肥后的制钾废液，即苦卤。
5.根据权利要求1所述的一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述的膜电解采用的是至少一幅均相阳离子交换膜。
6.根据权利要求1所述的一种制备金属镁粉的方法，其特征在于所述方法中将所述氯化镁
Figure 287213DEST_PATH_IMAGE002
饱和溶液经过膜电解后的MgCl2贫液中氯离子与氢氧化镁反应，生成的氯化镁溶液进行膜电解获得镁离子，所述镁离子在膜电解系统的阴极被还原成镁以后，经过固液分离得到金属镁粉。
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