CN104276588A - 一种无水钾光卤石、制备方法及其用途 - Google Patents

一种无水钾光卤石、制备方法及其用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备无水钾光卤石的方法，所述方法包括以下步骤：（a）将水合氯化镁或氧化镁与氯化钾和氯化铵两者的混合物均匀混合；（b）将步骤（a）得到的混合物加热，制得无水钾光卤石。本发明可缩短无水钾光卤石的生产流程、提高生产效率和降低生产成本，降低环保投入成本。

Description

一种无水钾光卤石、制备方法及其用途
技术领域
本发明属于无机材料的制备技术领域，具体地说，涉及一种无水钾光卤石及其制备方法，采用本方法制备的无水钾光卤石可以直接供电解法生产金属镁使用。
背景技术
钾光卤石（KMgCl3·6H2O）是一种重要的电解法生产金属镁的原料，采用钾光卤石为原料生产金属镁的关键环节是制备无水钾光卤石（KMgCl3），以往制备无水钾光卤石的方法如下：
（1）电炉脱水工艺：首先将钾光卤石（KMgCl3·6H2O）在CKH炉（固定式光卤石连续脱水炉）中一次脱水，目的是得到含两个结晶水的钾光卤石（KMgCl3·2H2O）。将经过一次脱水的钾光卤石加入电炉中，在480℃～510℃进行熔化并进行大颗粒氧化镁杂质在熔体中的沉降，得到氧化镁含量为3%左右的熔体。将该熔体加入到混合炉中静置，依靠重力作用沉降悬浮的氧化镁并通过加入磨细的木炭或者石油焦沉降硫酸镁杂质，最终得到无水钾光卤石的澄清液组成中氧化镁的含量约为0.5%。该方法的优点利用重力沉降法除去水解产生的杂质氧化镁，节省了氯化气体的使用成本，缺点是渣量过大，镁元素的利用率低，过程热耗大。
（2）氯化脱水工艺：首先将钾光卤石（KMgCl3·6H2O）在回转窑或沸腾炉中一次脱水，目的是得到含两个结晶水的钾光卤石（KMgCl3·2H2O）。经过一次脱水的钾光卤石脱水率可达92.5%，水解率为8%。将经过一次脱水的物料在氯化器内进行二次熔融氯化脱水，在此过程中通入大量的氯气，使物料中的水解产物（MgO和MgOHCl）在750℃～820℃被氯化为无水氯化镁，经过两次脱水得到的无水钾光卤石中氧化镁含量在0.5%～1.0%。该方法的优点是加热过程钾光卤石的水解率低，缺点是氯气利用率不高，氯气在熔融液中不易实现均匀分散，并且在整个熔融液中需要保持足够的氯气浓度才能使氧化镁转化为氯化镁，尤其熔融液中氧化镁含量低时气体氯化剂利用率很低。
相比于电解镁原料无水氯化镁（MgCl2），无水钾光卤石（KMgCl3）吸水性弱，容易保存和运输。因而，无水钾光卤石是一种重要的电解制镁的原料。然而，制约该原料应用的关键问题有三个：（1）无水钾光卤石的生产工艺过程复杂，生产成本高；（2）无水钾光卤石中氧化镁含量高，导致电解过程中电流效率低；（3）无水钾光卤石通常是由天然钾光卤石通过加热脱水制得，原料选择范围小、不易得。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种制备无水钾光卤石的方法。所述方法可以利用水合氯化镁（或氧化镁）为原料，在相对简单的工艺条件下制备高纯度无水钾光卤石，其纯度可达到MgO含量小于0.1重量%，制备得到的无水钾光卤石可以作为电解制备金属镁的原料，可满足先进电解槽原料要求。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种制备无水钾光卤石的方法，所述方法包括以下步骤：
（a）将水合氯化镁或氧化镁与氯化钾和氯化铵两者的混合物均匀混合；
（b）将步骤（a）得到的混合物加热，制得无水钾光卤石。
在本发明中，除非另外指出，术语“水合氯化镁”是指含有结晶水的氯化镁(MgCl2·mH2O，其中m表示每分子所述水合氯化镁中含有的结晶水的个数，m>0)。m例如为1、2、3、4、5、或6。当m=6时，所述水合氯化镁即六水氯化镁。
另外，在本发明中，除非另外指出，所述无水钾光卤石中氧化镁(MgO)含量是指相对于100重量%的无水氯化镁而言的氧化镁的重量百分数。
步骤（a）得到的混合物即：水合氯化镁、氯化钾和氯化铵的混合物，或者为，氧化镁、氯化钾和氯化铵的混合物。
在步骤（a）中当采用水合氯化镁为原料时，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁（MgCl2·mH2O）的加料量为(1+0.19m)重量份，氯化钾的加料量为0.65～0.90重量份，氯化铵的加料量为0.11～5.63重量份，其中，m表示每分子所述水合氯化镁中含有的结晶水的个数，m>0。
在步骤（a）中当采用水合氯化镁为原料时，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量例如为0.25重量份、0.75重量份、1.25重量份、1.75重量份、2.35重量份、2.85重量份、3.45重量份、3.85重量份、4.35重量份、4.55重量份、5.05重量份或5.45重量份。
在步骤（a）中当采用水合氯化镁为原料时，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，氯化钾的加料量例如为0.65重量份、0.68重量份、0.71重量份、0.74重量份、0.77重量份、0.80重量份、0.83重量份、0.86重量份或0.89重量份。
优选地，在步骤（a）中当采用水合氯化镁为原料时，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁（MgCl2·mH2O）的加料量为(1+0.19m)重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.11～5.63重量份，其中，m表示每分子所述水合氯化镁中含有的结晶水的个数，m>0。在该条件下可以制备出高纯度的例如MgO含量小于0.1重量%的无水钾光卤石。
在步骤（a）中当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化钾的加料量为1.50～2.15重量份，氯化铵的加料量为2.68～8.03重量份。
在步骤（a）中当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，所述氯化钾的加料量例如为1.55重量份、1.60重量份、1.65重量份、1.70重量份、1.75重量份、1.80重量份、1.85重量份、1.90重量份、1.95重量份、2.00重量份、2.05重量份、2.10重量份或2.15重量份。
在步骤（a）中当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，所述氯化铵的加料量例如为2.78重量份、3.23重量份、3.65重量份、4.25重量份、4.78重量份、5.32重量份、5.79重量份、6.34重量份、6.85重量份、7.25重量份或7.75重量份。
优选地，在步骤（a）中当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化钾的加料量为1.86重量份，氯化铵的加料量为2.68～8.03重量份。
根据本发明的实施方案，其中在步骤（b）中，所述加热过程为：首先在150～350℃保温0.5～5.0小时，然后在380～489℃保温0.2～4.0小时。
所述加热温度150～350℃例如为170℃、190℃、210℃、230℃、250℃、270℃、290℃、310℃、320℃、330℃或340℃。
所述保温时间0.5～5.0小时例如为0.8小时、1.1小时、1.4小时、1.7小时、2小时、2.3小时、2.6小时、2.9小时、3.2小时、3.4小时、3.7小时、3.9小时、4.2小时、4.5小时或4.8小时。
所述加热温度380～489℃例如为390℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、470℃或480℃。
所述保温时间0.2～4.0小时例如为0.4小时、0.6小时、0.8小时、1.1小时、1.4小时、1.7小时、2.0小时、2.3小时、2.6小时、2.9小时、3.2小时、3.4小时、3.7小时或3.9小时。
根据本发明的实施方案，其中在步骤（b）中排出的氯化铵可以回收并进入步骤（a）中循环利用，并且将释放的氨气回收利用。
图1显示了根据本发明方法制备无水钾光卤石的工艺流程图。在该方法中，（a）将水合氯化镁或氧化镁与氯化钾和氯化铵两者的混合物均匀混合；（b）将步骤（a）得到的混合物首先在150～350℃加热0.5～5.0小时，然后在380～489℃加热0.2～4.0小时，制得无水钾光卤石。本发明人通过大量的实验研究发现，上述反应的机理如下：在200～300℃左右，氧化镁与氯化铵反应形成复盐NH4Cl·MgCl2·nH2O(0≤n＜6)(Zhang ZM,Lu XC etal，Preparation of anhydrousmagnesium chloride from magnesia，Industrial&Engineering Chemistry Research，2012，51(29):9713-9718)；在300℃以下，水合氯化镁与氯化铵反应生成复盐NH4Cl·MgCl2·nH2O(0≤n＜6)(Zhang ZM,Lu XC etal，Preparation of anhydrousmagnesium chloride from magnesium chloride hexahydrate，Metallurgical andMaterials Transactions B，2013，44(2):354-358)。复盐的结构减弱了结晶水和氯化镁的结合，有利于脱水的进行，减小脱水过程的水解。即使发生了水解，氯化铵在一定温度下还可以与水解产物（羟基氯化镁或氧化镁）反应，生成无水氯化镁，从而保证了产物无水氯化镁的纯度。同时，发明人通过实验研究发现，当温度升至400℃左右时，无水氯化镁可与氯化钾形成复盐KMgCl3，该复盐在高温下比较稳定，不易与空气中的氧气和水蒸气发生反应，抑制了无水氯化镁水解反应的发生，保证了高温下产物的纯度。本发明人通过大量的实验研究发现，氯化铵在无水钾光卤石的制备过程中有三个作用：（1）低温下和水合氯化镁或氧化镁反应，生成容易脱水的复盐NH4Cl·MgCl2·nH2O(0≤n＜6)，该复盐可有效抑制加热过程中水解反应的发生；（2）氯化铵可以与复盐加热过程中的水解产物发生反应，将其转化为无水氯化镁；（3）氯化铵加热分解过程中，氯化氢气体在空气中的扩散系数约是氨气扩散系数的一半，故复盐NH4Cl·MgCl2·nH2O加热过程中，氨气和水蒸气先于氯化氢气体溢出（氨气和氯化氢气体在空气中扩散系数相似），氯化氢气体较长时间地滞留于物料层中，有效抑制了水解反应的发生。氯化氢和氨气到炉口或者温度较低处重新合成固体氯化铵，返回到步骤(a)中以循环利用，从而降低生产成本、提高生产效率。
对本发明方法中所采用的原料(例如，氧化镁、六水氯化镁、氯化铵和氯化钾等)均没有具体限制，它们均可以采用普通商购产品。所述原料优选处于粉末形式，对所述粉末的粒径没有特别限制。
本发明所述反应例如可以在坩埚中进行，为了有效地抑制氯化铵的挥发和分解，坩埚可盖上盖子。
本发明的目的之二在于提供一种无水钾光卤石，所述无水钾光卤石由如上所述方法制备得到。采用本发明所述方法制备得到的无水钾光卤石的纯度高，可达到MgO含量小于0.1重量%，可满足先进电解槽原料要求。
本发明的目的之三在于提供一种如上所述的无水钾光卤石的用途，所述无水钾光卤石用于电解法生产金属镁。
与现有制备无水钾光卤石技术相比，本发明的优点在于：（1）无水钾光卤石的生产工艺流程短，生产成本低；（2）无水钾光卤石的纯度高，可达到MgO含量小于0.1重量%，可满足先进电解槽原料要求；（3）利用水合氯化镁如六水氯化镁或氧化镁为原料制备无水钾光卤石，这些原料成本低、易得。
对于制备无水钾光卤石而言，本方法通用性很强，由于无水钾光卤石相比于无水氯化镁吸水性弱、易保存和运输，故是一种很重要的电解制镁原料。目前无水钾光卤石的制备难度大、流程长、成本高、原料局限性强限制了该方法的发展，本方法为无水钾光卤石的制备提供了一条经济可行的途径。
本发明可缩短无水钾光卤石的生产流程、提高生产效率和降低生产成本，降低环保投入成本。
附图说明
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1为根据本发明方法制备无水钾光卤石的工艺流程图；
图2为根据本发明方法以氧化镁为原料制备的无水钾光卤石的XRD图谱；
图3为根据本发明方法以六水氯化镁为原料制备的无水钾光卤石的XRD图谱。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
本发明实施例是根据下列方法对制备的无水钾光卤石进行测试：
1.滴定法测定样品水溶液沉淀物以确定无水钾光卤石中氧化镁的含量：将得到的无水钾光卤石样品溶于水中，用六张Φ90mm的定量滤纸(杭州特种纸业有限公司)对水溶液反复过滤至少三次直至滤液特别澄清为止。将滤纸用去离子水反复冲洗以洗去上面附着的镁离子，将洗完后含有氧化镁颗粒的滤纸放入烧杯中，加入过量的配制的1:100的硫酸（分析纯，纯度95.98%；厂家：北京北化精细化学品有限责任公司），在电炉上将烧杯加热煮沸并静置五分钟使反应完全。将烧杯中溶液进行EDTA滴定以确定镁离子的含量（测定方法见GB/T15428-95《工业循环冷却水中Ca2+和Mg2+的测定-EDTA滴定法》），从而得到无水钾光卤石中氧化镁的含量。
以上根据滴定法计算无水钾光卤石中氧化镁的含量的前提条件是无水钾光卤石中不能存在MgOHCl。MgOHCl在376℃时开始转化为MgO，在本发明实施例的条件下MgOHCl会全部转化为MgO，即沉淀物的组成只有氧化镁存在，沉淀物的XRD测试结果证实了这一点[数据来源见文献：Kashani-Nejad,S.,K.Ng,et al.(2005)."MgOHCl热分解动力学(MgOHCl thermal decompositionkinetics.)"冶金和材料公报(Metallurgical and Materials Transactions B)2005]。
2.样品中水分含量的测定：用本工艺处理得到的样品因为在较高温度下保温较长时间，样品中应该不含自由水或者结晶水，即使有水在如此高的温度下也已经与无水钾光卤石反应生成氧化镁，实验测到的水分都是在测定过程中以及在常温保存过程中样品吸收的水分。水分的测定采用卡尔费休滴定法测定，仪器采用上海化工研究院仪表厂的KF-1B型水分测定仪[具体方法参见：“《碱式氯化镁的制备及其物理化学性质的研究》”“盐湖科技资料（1980）”]。
另外，使用X射线衍射仪(型号：X'Pert PRO MPD；厂家：Philips)采用X射线衍射(XRD)确定无水钾光卤石的存在。
本发明典型但非限制性的实施例如下：
本发明所涉及的原料均为可商购产品，包括：
氧化镁：国药集团化学试剂有限公司，纯度≥98.5%；
六水氯化镁：西陇化工股份有限公司，纯度≥98%；
氯化铵：西陇化工股份有限公司，纯度≥99.5%；
氯化钾：西陇化工股份有限公司，纯度≥99.5%；
水合氯化镁：由上述六水氯化镁在80-160℃加热不同的时间，根据失重情况及XRD测定判断最终产物。
实施例1
将3.50g氧化镁、10.77g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为300℃下保温1.5小时，然后在450℃下保温2.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为3.08重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3，如图2所示。
对样品水溶后的沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.41%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.11%。
实施例2
将3.50g氧化镁、11.70g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为300℃下保温2.0小时，然后在480℃下保温2.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为3.34重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.34%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.07%。
实施例3
将3.50g氧化镁、14.04g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为300℃下保温2.0小时，然后在480℃下保温2.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为4.01重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.18%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.05%。
实施例4
将3.50g氧化镁、18.73g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为300℃下保温3.0小时，然后在480℃下保温2.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为5.35重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.09%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.05%。
实施例5
将3.50g氧化镁、23.41g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为350℃下保温2.5小时，然后在480℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为6.69重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.05%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.07%。
实施例6
将3.50g氧化镁、23.41g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为150℃下保温5.0小时，然后在489℃下保温4.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为6.69重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.04%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.11%。
实施例7
将3.50g氧化镁、23.41g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为350℃下保温0.5小时，然后在489℃下保温0.2小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为6.69重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.03%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.08%。
实施例8
将3.50g氧化镁、23.41g氯化铵和6.52g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为250℃下保温2.5小时，然后在380℃下保温1.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为6.69重量份，氯化钾的加料量为1.86重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.05%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.09%。
实施例9
将3.50g氧化镁、9.38g氯化铵和5.25g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为350℃下保温2.5小时，然后在450℃下保温1.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为2.68重量份，氯化钾的加料量为1.50重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.07%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.04%。
实施例10
将3.50g氧化镁、28.11g氯化铵和7.53g氯化钾混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为250℃下保温3.0小时，然后在450℃下保温1.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化铵的加料量为8.03重量份，氯化钾的加料量为2.15重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.03%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.06%。
实施例11
将17.70g六水氯化镁、6.52g氯化钾和2.35g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为150℃下保温2.0小时，然后在450℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.28重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3，如图3所示。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.23%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.12%。
实施例12
将17.70g六水氯化镁、6.52g氯化钾和4.70g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温1.5小时，然后在450℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.56重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.08%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.06%。
实施例13
将17.70g六水氯化镁、6.52g氯化钾和9.40g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温1.5小时，然后在480℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为1.12重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.06%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.07%。
实施例14
将17.70g六水氯化镁、6.52g氯化钾和14.10g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温1.5小时，然后在480℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为1.70重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.05%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.08%。
实施例15
将17.70g六水氯化镁、5.38g氯化钾和0.92g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温5.0小时，然后在489℃下保温0.2小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.65重量份，氯化铵的加料量为0.11重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.07%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.07%。
实施例16
将17.70g六水氯化镁、7.45g氯化钾和46.62g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为350℃下保温0.5小时，然后在380℃下保温4.0小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，六水氯化镁的加料量为2.14重量份，氯化钾的加料量为0.90重量份，氯化铵的加料量为5.63重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.02%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.03%。
实施例17
将13.62g水合氯化镁（MgCl2·3.4H2O）、6.52g氯化钾和4.7g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温1.0小时，然后在489℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁（MgCl2·3.4H2O）的加料量为1.64重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.56重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的含量为0.09%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.09%。
实施例18
将11.74g水合氯化镁（MgCl2·2.2H2O）、6.52g氯化钾和4.7g氯化铵混合均匀后加入50ml的坩埚中。将坩埚加上盖子后在温度为200℃下保温1.0小时，然后在489℃下保温3.5小时，得到无水钾光卤石。在该实施例中，以氯化镁（以不含结晶水计）的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁（MgCl2·2.2H2O）的加料量为1.42重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.56重量份。
根据上述测量方法对得到的无水钾光卤石进行表征。其结果如下：
对样品成分进行XRD物相分析，成分为无水KMgCl3。
对样品水溶后沉淀物进行XRD分析，成分为氧化镁。对氧化镁的含量进行滴定，测得氧化镁的重量是无水氯化镁的0.07%。
对样品中水分含量进行测定，测得样品中水分含量为0.09%。
由以上实施例的结果可以看到，在根据本发明制备无水钾光卤石的方法所制备的无水钾光卤石中，可以将有害物质氧化镁相对于氯化镁的含量控制到作为工业应用的上限的0.5%。另外，在经过优化以后，可以将有害物质氧化镁相对于氯化镁的含量控制到0.1%以下，达到了世界先进电解镁工艺对原料的要求。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种制备无水钾光卤石的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（a）将水合氯化镁或氧化镁与氯化钾和氯化铵两者的混合物均匀混合；
（b）将步骤（a）得到的混合物加热，制得无水钾光卤石。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用水合氯化镁为原料时，以不含结晶水的氯化镁的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁的加料量为(1+0.19m)重量份，氯化钾的加料量为0.65～0.90重量份，氯化铵的加料量为0.11～5.63重量份，其中，m表示每分子所述水合氯化镁中含有的结晶水的个数，m>0。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当采用水合氯化镁为原料时，以不含结晶水的氯化镁的加料量为1.00重量份计，水合氯化镁的加料量为(1+0.19m)重量份，氯化钾的加料量为0.78重量份，氯化铵的加料量为0.11～5.63重量份，其中，m表示每分子所述水合氯化镁中含有的结晶水的个数，m>0。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化钾的加料量为1.50～2.15重量份，氯化铵的加料量为2.68～8.03重量份。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，当采用氧化镁为原料时，以氧化镁的加料量为1.00重量份计，氯化钾的加料量为1.86重量份，氯化铵的加料量为2.68～8.03重量份。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述加热过程为：首先在150～350℃保温0.5～5.0小时，然后在380～489℃保温0.2～4.0小时。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，步骤（b）中在温度较低处合成的氯化铵回收并进入步骤（a）中循环利用，并且将释放的氨气回收利用。
8.一种无水钾光卤石，其特征在于，所述无水钾光卤石由权利要求1-7之一所述方法制备得到。
9.一种如权利要求8所述的无水钾光卤石的用途，其特征在于，所述无水钾光卤石用于电解法生产金属镁。
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102145903A (zh) * 2010-02-08 2011-08-10 中国科学院过程工程研究所 一种制备电解镁用无水氯化镁的方法
CN102992360A (zh) * 2011-09-08 2013-03-27 中国科学院过程工程研究所 利用氧化镁直接制备含无水氯化镁的电解质熔体的方法
CN102992361A (zh) * 2011-09-08 2013-03-27 中国科学院过程工程研究所 利用水合氯化镁直接制备含无水氯化镁的电解质熔体的方法

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