CN103991886A

CN103991886A - 一种无水氯化镁的制备方法

Info

Publication number: CN103991886A
Application number: CN201410245293.XA
Authority: CN
Inventors: 吴二威; 但建明; 洪成林; 冯涛涛; 王聪卓; 乔秀文
Original assignee: Shihezi University
Current assignee: Shihezi University
Priority date: 2014-05-28
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2014-08-20

Abstract

一种无水氯化镁的制备方法如下：本发明以六水氯化镁为原料，利用微波辅助技术在700～900w功率下处理5～10min得到二水氯化镁。将二水氯化镁与丙三醇按照2∶3～1∶10的质量比充分混合，再加入与丙三醇相同质量的甲醇，过3A分子筛(80～140g)脱出水份，再将过滤后溶液按照氨与氯化镁的摩尔比7∶1～9∶1的比例通入氨气，至固相充分析出，最后将析出的固体结晶置于微波炉中700～900w脱氨5～10min制得无水氯化镁。

Description

一种无水氯化镁的制备方法

1技术领域

本发明涉及一种无水氯化镁的制备方法，具体地说，涉及一种采用六水合氯化镁为原料，经微波辅助、分子筛技术制备无水氯化镁的方法。采用本方法生产的无水氯化镁可以直接用于电解法生产金属镁。

2背景技术

金属镁在现代工业中得到广泛应用。全世界70％以上的金属镁是以高纯氯化镁为原料，通过电解法制得，而无水氯化镁的制备方法则是电解法生产镁的关键技术。

我国青海等地盐湖氯化钾的生产中会产生大量六水合氯化镁副产物，是理想的电解法生产镁的潜在原料。一定温度下，六水合氯化镁前4个结晶水容易失去，但传统的加热脱水过程耗能大，且耗时长。随着温度的升高，最后2个结晶水的失去容易发生水解反应，不利于无水氯化镁的制备。因此，无法通过直接加热获得电解法生产镁所需的无水氯化镁。目前，无水氯化镁的制备主要有以下4种方法：

(1)六水氯化镁在氯化氢气体保护下加热脱水生产无水氯化镁。盐湖氯化钾生产过程的副产品氯化镁，经除杂、分离、纯化，在氯化氢气环境中加热脱去结晶水，可得无水氯化镁。氯化氢可以抑制二水氯化镁的水解，但其腐蚀性强，对设备材质要求高。

(2)复盐法制备无水氯化镁。水氯镁石与氯化铵作用生成氨光卤石，经脱水、脱氨得到无水氯化镁。该方法可以抑制氯化镁的水解，但反应中的氯化铵回收较为困难，对设备材质要求较高，大量的技术问题有待完善。

(3)氨化法制备无水氯化镁。该方法一般以小分子醇类为介质，制备氯化镁的有机溶液，再通入氨气或液氨，得到六氨氯化镁晶体，最后通过洗涤、煅烧最终得到无水氯化镁。反应过程中条件温和，无有毒有害物质产生。但该方法的单位产品脱水能耗较高，且有机介质循环消耗量大。

以氨法生产无水氯化镁的专利技术主要有以下几种：

(1)以水为反应介质

专利US.3092450及US.4228144对该制备方法进行了详细说明：将氯化镁和氯化铵的水合增加一些这方面的专利文献的综述。)溶液加入到含有氨的水溶液里，低温条件下得到六氨氯化镁沉淀，并用甲醇对沉淀进行洗涤，经加热分解得无水氯化镁。该方法的缺点是反应温度低，转化率低，能耗大等。

(2)以有机溶剂为反应介质。

专利US2381995提出该方法以后，已有不少专利对该方法进行了改进。以专利CN1156398为例，该专利采用一些低碳醇的混合物为溶剂，制备低碳醇氯化镁溶液，通入氨气反应后得六氨氯化镁结晶，再将结晶置于400-800℃环境焙烧脱氨，最终得到无水氯化镁。反应过程中的氨及低碳醇得到循环利用。但该方法中低碳醇氯化镁溶液中的水仍然难以分离，且氯化镁产率不高，生产成本高。

3发明内容

本发明的目的在于针对氨法制备无水氯化镁过程中，六水氯化镁初始脱水能耗高的问题，采用微波技术对六水氯化镁进行处理，节省能源，缩短反应时间，并采用分子筛分离脱水技术对低碳醇氯化镁溶液的脱水技术进行改进。

本发明的技术方案包括以下步骤：

用电子天平称取5g的MgCl₂·6H₂O于瓷质方舟中均匀平铺，放入微波炉内，在700～900w微波功率下处理5～10min，脱除大部分水得到3.56g含2～4个结晶水的粉体。将经过微波处理过的粉体在常温下与丙三醇按2∶3～1∶10的质量比混合均匀，并加入与丙三醇相同质量的甲醇稀释，过装有3A分子筛(80～140g)的吸附塔脱除溶解液中的水，制得无水低碳醇氯化镁溶液。按照氨与氯化镁的摩尔比7∶1～9∶1的比例向无水低碳醇氯化镁溶液鼓入氨气，至固相充分析出。将析出的固体使用微波加热在700～900w微波功率下处理5～10min，脱氨最终制得无水氯化镁，纯度达到99％以上。反应过程中，氨气、洗涤剂及结晶母液可循环使用。

本发明将已经成熟运用于工业生产的微波辅助技术引入到六水合氯化镁的脱水及铵合氯化镁的脱氨阶段，显著降低了能耗，节约了无水氯化镁的生产成本，制得的无水氯化镁纯度符合电解镁工艺要求。

本方法与现有技术相比，具有的创新点和优点是：

①本发明以盐湖中的六水合氯化镁为原料，使用微波辅助技术，在700w功率下加热10min进行初步脱水。与传统的加热脱水技术相比微波辅助加热将电磁能直接转化为分子的热能，物体内外升温同步进行，利于水份的增发扩散，降低了脱水时间，且能耗较低，较为环保。

②采用分子筛分离浓缩技术，使水与无水低碳醇氯化镁完全分离，彻底解决了造成氯化镁水解的问题，从而使铵合氯化镁产物更纯净，节省了生产成本。

4具体实施方式

实施例1

(1)六水氯化镁的初始脱水：称取5g六水氯化镁于瓷质方舟中均匀平铺，放入微波炉内，在700w功率下处理10min。

(2)常温条件下，将第一步中处理得到的粉体与丙三醇按2∶3的质量比混合均匀，制得丙三醇氯化镁溶液。

(3)加入与丙三醇相同质量的甲醇到第二步得到的溶液中，过3A分子筛(100g)，除去溶液中的水得到无水低碳醇氯化镁溶液。

(4)在15～16℃的反应温度下，向经过第三步处理的溶液中按氨与氯化镁的摩尔比9∶1的比例通入氨气，至固相结晶充分析出。

(5)将第四步得到的结晶置于微波炉中，在700w功率下处理10min得到白色粉末无水氯化镁。

实施例2

(1)六水氯化镁的初始脱水：称取5g六水氯化镁于瓷质方舟中均匀平铺，放入微波炉内，在600w功率下处理30min。

(2)常温条件下，将第一步中处理得到的粉体与丙三醇按1∶5的质量比混合均匀，制得丙三醇氯化镁溶液。

(3)加入与丙三醇相同质量的甲醇到第二步得到的溶液中，过3A分子筛(120g)，除去溶液中的水得到无水低碳醇氯化镁溶液。

(4)在15～16℃的反应温度下，向经过第三步处理的溶液中按氨与氯化镁的摩尔比8∶1的比例通入氨气，至固相结晶充分析出。

(5)将第四步得到的结晶置于微波炉中，在600w功率下处理30min得到白色粉末无水氯化镁。

实施例3

(1)六水氯化镁的初始脱水：称取5g六水氯化镁于瓷质方舟中均匀平铺，放入微波炉内，在900w功率下处理5min。

(2)常温条件下，将第一步中处理得到的粉体与丙三醇按1∶10的质量比混合均匀，制得丙三醇氯化镁溶液。

(3)加入与丙三醇相同质量的甲醇到第二步得到的溶液中，过3A分子筛(140g)，除去溶液中的水得到无水低碳醇氯化镁溶液。

(4)在15～16℃的反应温度下，向经过第三步处理的溶液中按氨与氯化镁的摩尔比7∶1的比例通入氨气，至固相结晶充分析出。

(5)将第四步得到的结晶置于微波炉中，在900w功率下处理10min得到白色粉末无水氯化镁。

Claims

1.一种无水氯化镁的制备方法，主要包括微波辅助技术进行六水合氯化镁的初步脱水、低碳醇氯化镁溶液的制备、低碳醇氯化镁溶液的脱水、六氨氯化镁结晶制备、无水氯化镁的制备。

2.如权利1中的微波处理六水氯化镁脱水，保证微波功率为700～900w，脱水5～10min。

3.如权利1中的低碳醇氯化镁溶液脱水过程，保证丙三醇与氯化镁按3∶2～1∶10比例配制，加入与丙三醇相同质量的甲醇，过3A分子筛(80～140g)脱水。

4.如权利1中六氨氯化镁结晶在700～900w功率下处理5～10min脱氨。