CN107352562A - 一种氟化镁的制备工艺 - Google Patents

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CN107352562A CN201710679027.1A CN201710679027A CN107352562A CN 107352562 A CN107352562 A CN 107352562A CN 201710679027 A CN201710679027 A CN 201710679027A CN 107352562 A CN107352562 A CN 107352562A
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刘林俊
刘利德
包庆山
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    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
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Abstract

本发明公开了一种氟化镁的制备工艺，包括如下步骤：步骤S1：以盐湖卤水提锂工艺中形成的氢氧化镁滤饼作为原料，对其除杂，以提取出氢氧化镁物料，氢氧化镁物料中Cl‑的质量分数为0.001％以下；步骤S2：将氢氧化镁物料与氢氟酸混合，发生中和反应形成氟化镁；步骤S3：形成的氟化镁结晶初体经分离洗涤工序、干燥工序，制得氟化镁晶体，本发明得到品质优良的氟化镁晶体，适于光学透镜镀膜、在陶瓷、电子工业的使用，采用盐湖卤水提锂生产过程中废弃物氢氧化镁滤饼作为原料，既解决了在卤水提锂工艺中废弃物氢氧化镁滤饼的掩埋问题，而且有效节省了氟化镁晶体的制备成本，工艺过程简单、能耗低，符合绿色循环经济的理念。

Description

一种氟化镁的制备工艺
技术领域
本发明涉及氟化镁制备的技术领域，具体涉及一种采用盐湖卤水提锂过程中产生的废弃氢氧化镁滤饼生产氟化镁晶体的制备工艺。
背景技术
氟化镁，分子式MgF2，相对分子质量62.3。无色结晶或白色粉末，金红石型晶格，微有紫色荧光。极微溶于水(18℃，87mg/L)，微溶于稀酸(特别是硝酸)。相对密度3.18。熔点1248℃。沸点2260℃。有毒性，有刺激性。在电光下加热呈弱紫色荧光，其晶体有良好的偏振作用，特别适于紫外线和红外光谱。用途：光学透镜镀膜。光学器材镀上一层氟化镁膜层，可以减少镜头界面对射入光线的反射，减少光晕，提高成像质量。另外氟化镁还应用在陶瓷、电子工业；制造陶瓷、玻璃；冶金镁金属的助熔剂；阴极射线屏的荧光材料；焊剂等。
主要生产方法：
1.碳酸镁法：碳酸镁法制备氟化镁所用镁源多为白云石或菱镁矿。反应方程式为：MgCO3+2HF—MgF2+CO2+H2O
碳酸镁法制备氟化镁工艺过程(以菱镁矿为原料)：1)将氢氟酸加入菱镁矿粉浆液中，搅拌反应一段时间，得到氟化镁浆液；逸出的气体处理后放空。2)将氟化镁浆液过滤，滤渣经洗涤、干燥，得到氟化镁产品；滤液部分用于矿粉浆化，部分送处理槽用稀碳酸镁中和处理，达标后排放。
2.硫酸镁(或硝酸镁)法：硫酸镁(或硝酸镁)法制备氟化镁是以硫酸镁或硝酸镁为原料，涉及的反应式如下：
MgSO4+2NaOH—Mg(OH)2+Na2SO4
Mg(OH)2+2HF＝MgF2+2H2O
2NaF2+MgSO4—Na2SO4+MgF2
硫酸镁(或硝酸镁)法制备氟化镁工艺过程(以硫酸镁为原料)：1)将含水硫酸镁进行预处理，除去里面的一些杂质；2)将硫酸镁与碱反应，制得的中间产物经洗涤、过滤，置于衬铅或衬塑的反应器中，边搅拌边与过量的氢氟酸反应，这个反应需要保持一定的二氧化碳分压；3)反应完毕后，将物料洗涤、烘干、粉碎，得到高纯度的氟化镁产品。
3.氧化镁法：氧化镁法制备氟化镁是以氧化镁为原料，反应式如下：2HF+MgO—MgF2+H2O
以氧化镁为原料制备氟化镁工艺过程：1)将质量分数为99.99％的高纯氧化镁置于铂坩埚中，与质量分数为40％的分析纯氢氟酸进行熬炼，使两者反应，得到氟化镁乳浆2)将氟化镁乳浆精制、过滤，然后烘干、粉碎，得到高纯氟化镁产品。
4.氯化镁法：
卤水-氨-氢氟酸法：卤水-氨-氢氟酸法制备氟化镁是以氯化镁、氨为原料，反应式如下：
MgC12+2NH3+2H2O—Mg(OH)2+2NH4C1
Mg(OH)2+2HF—MgF2+2H2O
卤水-氨-氢氟酸法制备氟化镁工艺过程：1)将MgC12：配制成卤水，然后向溶液中通人氨气，生成Mg(OH)2沉淀，过滤，得到Mg(OH)2滤饼，将滤饼粉碎2)往粉碎的滤饼中加入稍过量的氢氟酸，反应完毕后将物料过滤、洗涤，除去吸附的HF，烘干即得到MgF2，成品。
氟化铵-氯化镁法：氟化铵-氯化镁法制备氟化镁是以氟化铵和氯化镁为原料，反应式如下：2NH4F+MgC12——MgF2+2NH4C1
氟化铵一氯化镁法制备氟化镁工艺过程：1)将质量分数为30％-45％的氟化铵溶液和质量分数为25％～36％的氯化镁溶液同时加入反应釜中，反应后得到氟化镁料浆，过滤得到氟化镁软膏2)将氟化镁软膏用60—70℃的热水洗涤，然后在250—400℃干燥1～2h，粉碎即得到氟化镁成品。
由于盐湖卤水中含有较高浓度的镁离子，在提锂工艺中仍会有大量的镁离子存在于锂脱附液中，在处理锂脱附液的过程中，通常将镁离子转化为氢氧化镁并经压滤形成滤饼而脱除。虽然氢氧化镁材料是目前公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂材料，其广泛应用于橡胶、化工、建材、塑料及电子、不饱和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中，但是在盐湖卤水提锂的工艺中处理得到的氢氧化镁滤饼由于其含量不高、结晶形貌和分散性不符合作为填充剂和阻燃剂的要求而通常会被直接废弃，大量废弃物的掩埋，既增加了掩埋成本又造成了资源浪费。因此，若能将该废弃的氢氧化镁滤饼利用来生产氟化镁，既能解决该废弃的氢氧化镁滤饼掩埋的问题，又能有效减少氟化镁的制备成本，符合绿色循环经济的理念。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氟化镁的制备工艺，具备节约资源的优点，解决了盐湖卤水提锂过程中，氢氧化镁滤饼的废弃既增加了掩埋成本同时又造成资源浪费的问题，对生产企业和环境都会造成巨大损失的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氟化镁的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：以盐湖卤水提锂工艺中形成的氢氧化镁滤饼作为原料，对所述氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出所述氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，所述氢氧化镁物料中Cl-的质量分数为0.001％以下；
步骤S2：将所述氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为2.7-2.8：1混合，根据反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应形成氟化镁；
步骤S3：所述氟化镁结晶初体经分离洗涤工序、干燥工序，制得氟化镁晶体。
优选的，所述步骤S1中的氢氧化镁滤饼的来源为从盐湖卤水提锂工艺中形成，步骤S1中的所述除杂处理工序包括如下步骤：
1).将所述氢氧化镁滤饼加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物；
2).加热所述第一稠状物至40～50℃后，将所述第一稠状物的温度保持在40～50℃下搅拌所述第一稠状物20～40min，形成第二稠状物；
3).将所述第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼。
优选的，所述第一稠状物的温度设置为47℃，并且将第一稠状物的温度保持在47℃下搅拌所述第一稠状物30min。
优选的，采用脱盐水对步骤3)中的所述第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的所述氢氧化镁物料来使用。
优选的，步骤S2在所述中和反应进行的过程中，反应温度控制在85～90℃之间。
优选的，所述反应温度设置在88℃。
优选的，步骤S2中所述中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在4.5～5之间。
优选的，所述形成的反应液的pH值为4.8。
优选的，步骤S3中的所述干燥工序为气流干燥，在所述气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
相比于现有技术，本发明所述的氟化镁的制备工艺具有以下优势：通过本发明所述的氟化镁的制备工艺能制备得到品质优良的氟化镁晶体，适于光学透镜镀膜、在陶瓷、电子工业的使用。本发明采用盐湖卤水提锂生产过程中废弃物氢氧化镁滤饼作为原料，既解决了在卤水提锂工艺中废弃物氢氧化镁滤饼的掩埋问题，而且有效节省了氟化镁晶体的制备成本。同时，本发明所提供的氟化镁的制备工艺过程简单、能耗低，符合绿色循环经济的理念。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
实施例一：本实施例提供一种氟化镁的制备工艺，包括如下步骤：
步骤S1：以氢氧化镁滤饼作为原料，对氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，具体地，为了提高本实施例最终产物的纯度，通过上述除杂处理所形成的氢氧化镁物料中Cl-的质量分数要求在0.001％以下。
该氢氧化镁滤饼中，主要物质为氢氧化镁，还含有部分氯化钠和少量未反应的镁离子所形成的氯化镁杂质，因此，本实施例首先对该氢氧化镁滤饼实现除杂处理。该除杂处理可采用多步洗涤过滤等除杂方式，优选的，本实施例通过氢氧化镁和杂质在水中的不同溶解度对其进行处理，该除杂处理过程高效快速且除杂效果好，具体除杂过程如下：
1).将氢氧化镁滤饼加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物，为了便于后期操作的控制，该第一稠状物中水的质量分数为70％，第一稠状物的温度设置为47℃，并且将第一稠状物的温度保持在47℃下搅拌第一稠状物30min，
2).加热第一稠状物至40～50℃后，将第一稠状物的温度保持在40～50℃下搅拌第一稠状物20～40min，形成第二稠状物；
该加热方式优选为蒸汽加热，通过设备内设置的蒸汽分布器，以实现对设备内物料的加热，从而使得加热过程更为经济和简单，对于温度的控制也更为方便。该第一稠状物的料液温度保持为40～50℃，由于若温度过低，则滤饼中呈结晶形式的氯化钠和氯化镁不易迅速溶解到液相中，而若温度过高，则不但浪费热能，而且会对后期步骤中的压滤操作带来不便，易造成操作工人烫伤，同时，在该温度范围内，氯化钠的溶解度接近最大，因此，本实施例对料液温度的控制既能实现较好的除杂效果，而且也利于后续步骤的进行。
3).将第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼，该第二滤饼即为上述氢氧化镁物料。
压滤机是一种化工行业常用的固液分离设备，其是利用特殊的过滤介质，对过滤对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备。具体地，本实施例中的压滤机采用的是板框压滤机。
为了进一步提升第二滤饼中氢氧化镁的纯度，本实施例采用脱盐水对第二滤饼进行洗涤，以进一步降低第二滤饼中氯离子的含量，从而制得第三滤饼，将该第三滤饼用作氢氧化镁物料，能进一步提升后期所制得的终产物氟化镁晶体的纯度。
步骤S2：将氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为:1.35-1.45：1混合，按照反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应生成氟化镁。
中和反应进行的过程中，反应温度控制在85～90℃之间，其中反应温度设置为88℃，上述中和反应发生的过程中，若反应温度太低，则不利于晶体长大，反之，若反应温度太高，则容易使未反应的HF挥发，增加冷却难度，因此，本实施例控制反应液的温度为85～90℃，反应时间2-3小时，反应后期缓慢搅拌或静止处理，使晶粒更加完善，中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在4.5～5之间，其中反应液的pH值为4.8。
具体地，由于本步骤中的中和反应为放热反应，本实施例采用在反应釜上设置夹套，采用让冷却水通过夹套的方式以控制本步骤中的反应温度。
步骤S3：氟化镁结晶体经分离工序、干燥工序，从而制得氟化镁晶体，干燥工序为气流干燥，在气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
采用离心分离工序从而将氟化镁结晶初体分离出来，并用脱盐水对结晶体进行进一步的洗涤，分离工序后的液体可排放或使其返回反应器中，再参与中和反应，，采用脱盐水对步骤3)中的第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的氢氧化镁物料来使用。
分离得到的氟化镁结晶初体采用气流干燥的方式对其实现干燥处理，气流干燥的方式是将散粒状固体物料分散悬浮在高速热气流中，在气力输送下进行干燥的一种方法。
实施例二：本实施例提供一种氟化镁的制备工艺，包括如下步骤：
步骤S1：以氢氧化镁滤饼作为原料，对氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，具体地，为了提高本实施例最终产物的纯度，通过上述除杂处理所形成的氢氧化镁物料中Cl-的质量分数要求在0.001％以下。
该氢氧化镁滤饼中，主要物质为氢氧化镁，还含有部分氯化钠和少量未反应的镁离子所形成的氯化镁杂质，因此，本实施例首先对该氢氧化镁滤饼实现除杂处理。该除杂处理可采用多步洗涤过滤等除杂方式，优选的，本实施例通过氢氧化镁和杂质在水中的不同溶解度对其进行处理，该除杂处理过程高效快速且除杂效果好，具体除杂过程如下：
1).将氢氧化镁滤饼经加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物，将第一稠状物经过过滤筛进行过滤，将过滤后的杂质转移到废液缸的内部，过滤后的第一稠状物引入到加热釜的内部进行下一步操作，为了便于后期操作的控制，该第一稠状物中水的质量分数为70％，第一稠状物的温度设置为40℃，并且将第一稠状物的温度保持在40℃下搅拌第一稠状物20min，
2).加热第一稠状物至40℃后，将第一稠状物的温度保持在40℃下搅拌第一稠状物20min，形成第二稠状物；
该加热方式优选为蒸汽加热，通过设备内设置的蒸汽分布器，以实现对设备内物料的加热，从而使得加热过程更为经济和简单，对于温度的控制也更为方便。该第一稠状物的料液温度保持为40℃，由于若温度过低，则滤饼中呈结晶形式的氯化钠和氯化镁不易迅速溶解到液相中，而若温度过高，则不但浪费热能，而且会对后期步骤中的压滤操作带来不便，易造成操作工人烫伤，同时，在该温度范围内，氯化钠的溶解度接近最大，因此，本实施例对料液温度的控制既能实现较好的除杂效果，而且也利于后续步骤的进行。
3).将第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼，该第二滤饼即为上述氢氧化镁物料。
压滤机是一种化工行业常用的固液分离设备，其是利用特殊的过滤介质，对过滤对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备。具体地，本实施例中的压滤机采用的是板框压滤机。
为了进一步提升第二滤饼中氢氧化镁的纯度，本实施例采用脱盐水对第二滤饼进行洗涤，以进一步降低第二滤饼中氯离子的含量，从而制得第三滤饼，将该第三滤饼用作氢氧化镁物料，能进一步提升后期所制得的终产物氟化镁晶体的纯度。
步骤S2：将氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为:1.35-1.45：1混合，按照反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应生成氟化镁。
中和反应进行的过程中，反应温度控制在85℃，其中反应温度设置为85℃，上述中和反应发生的过程中，若反应温度太低，则不利于晶体长大，反之，若反应温度太高，则容易使未反应的HF挥发，增加冷却难度，因此，本实施例控制反应液的温度为85℃，反应时间2-3小时，反应后期缓慢搅拌或静止处理，使晶粒更加完善，中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在4.5时，其中反应液的pH值为4.5。
具体地，由于本步骤中的中和反应为放热反应，本实施例采用在反应釜上设置夹套，采用让冷却水通过夹套的方式以控制本步骤中的反应温度。
步骤S3：氟化镁结晶体经分离工序、干燥工序，从而制得氟化镁晶体，干燥工序为气流干燥，在气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
采用离心分离工序从而将氟化镁结晶初体分离出来，并用脱盐水对结晶体进行进一步的洗涤，分离工序后的液体可排放或使其返回反应器中，再参与中和反应，，采用工业水对步骤3)中的第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的氢氧化镁物料来使用。
分离得到的氟化镁结晶初体采用气流干燥的方式对其实现干燥处理，气流干燥的方式是将散粒状固体物料分散悬浮在高速热气流中，在气力输送下进行干燥的一种方法。
实施例三：本实施例提供一种氟化镁的制备工艺，包括如下步骤：
步骤S1：以氢氧化镁滤饼作为原料，对氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，具体地，为了提高本实施例最终产物的纯度，通过上述除杂处理所形成的氢氧化镁物料中Cl-的质量分数要求在0.001％以下。
该氢氧化镁滤饼中，主要物质为氢氧化镁，还含有部分氯化钠和少量未反应的镁离子所形成的氯化镁杂质，因此，本实施例首先对该氢氧化镁滤饼实现除杂处理。该除杂处理可采用多步洗涤过滤等除杂方式，优选的，本实施例通过氢氧化镁和杂质在水中的不同溶解度对其进行处理，该除杂处理过程高效快速且除杂效果好，具体除杂过程如下：
1).将氢氧化镁滤饼加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物，将第一稠状物经过过滤筛进行过滤，将过滤后的杂质转移到废液缸的内部，过滤后的第一稠状物引入到加热釜的内部进行下一步操作，为了便于后期操作的控制，该第一稠状物中水的质量分数为70％，第一稠状物的温度设置为47℃，并且将第一稠状物的温度保持在47℃下搅拌第一稠状物30min，
2).加热第一稠状物至47℃后，将第一稠状物的温度保持在47℃下搅拌第一稠状物30min，形成第二稠状物；
该加热方式优选为蒸汽加热，通过设备内设置的蒸汽分布器，以实现对设备内物料的加热，从而使得加热过程更为经济和简单，对于温度的控制也更为方便。该第一稠状物的料液温度保持为47℃，由于若温度过低，则滤饼中呈结晶形式的氯化钠和氯化镁不易迅速溶解到液相中，而若温度过高，则不但浪费热能，而且会对后期步骤中的压滤操作带来不便，易造成操作工人烫伤，同时，在该温度范围内，氯化钠的溶解度接近最大，因此，本实施例对料液温度的控制既能实现较好的除杂效果，而且也利于后续步骤的进行。
3).将第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼，该第二滤饼即为上述氢氧化镁物料。
压滤机是一种化工行业常用的固液分离设备，其是利用特殊的过滤介质，对过滤对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备。具体地，本实施例中的压滤机采用的是板框压滤机。
为了进一步提升第二滤饼中氢氧化镁的纯度，本实施例采用脱盐水对第二滤饼进行洗涤，以进一步降低第二滤饼中氯离子的含量，从而制得第三滤饼，将该第三滤饼用作氢氧化镁物料，能进一步提升后期所制得的终产物氟化镁晶体的纯度。
步骤S2：将氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为:1.35-1.45：1混合，按照反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应生成氟化镁。
中和反应进行的过程中，反应温度控制在88℃，其中反应温度设置为88℃，上述中和反应发生的过程中，若反应温度太低，则不利于晶体长大，反之，若反应温度太高，则容易使未反应的HF挥发，增加冷却难度，因此，本实施例控制反应液的温度为88℃，反应时间2-3小时，反应后期缓慢搅拌或静止处理，使晶粒更加完善，中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在4.8时，其中反应液的pH值为4.8。
具体地，由于本步骤中的中和反应为放热反应，本实施例采用在反应釜上设置夹套，采用让冷却水通过夹套的方式以控制本步骤中的反应温度。
步骤S3：氟化镁结晶体经分离工序、干燥工序，从而制得氟化镁晶体，干燥工序为气流干燥，在气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
采用离心分离工序从而将氟化镁结晶初体分离出来，并用脱盐水对结晶体进行进一步的洗涤，分离工序后的液体可排放或使其返回反应器中，再参与中和反应，，采用工业水对步骤3)中的第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的氢氧化镁物料来使用。
分离得到的氟化镁结晶初体采用气流干燥的方式对其实现干燥处理，气流干燥的方式是将散粒状固体物料分散悬浮在高速热气流中，在气力输送下进行干燥的一种方法。
实施例四：本实施例提供一种氟化镁的制备工艺，包括如下步骤：
步骤S1：以氢氧化镁滤饼作为原料，对氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，具体地，为了提高本实施例最终产物的纯度，通过上述除杂处理所形成的氢氧化镁物料中Cl-的质量分数要求在0.001％以下。
该氢氧化镁滤饼中，主要物质为氢氧化镁，还含有部分氯化钠和少量未反应的镁离子所形成的氯化镁杂质，因此，本实施例首先对该氢氧化镁滤饼实现除杂处理。该除杂处理可采用多步洗涤过滤等除杂方式，优选的，本实施例通过氢氧化镁和杂质在水中的不同溶解度对其进行处理，该除杂处理过程高效快速且除杂效果好，具体除杂过程如下：
1).将氢氧化镁滤饼加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物，将第一稠状物经过过滤筛进行过滤，将过滤后的杂质转移到废液缸的内部，过滤后的第一稠状物引入到加热釜的内部进行下一步操作，为了便于后期操作的控制，该第一稠状物中水的质量分数为70％，第一稠状物的温度设置为50℃，并且将第一稠状物的温度保持在50℃下搅拌第一稠状物40min，
2).加热第一稠状物至50℃后，将第一稠状物的温度保持在50℃下搅拌第一稠状物40min，形成第二稠状物；
该加热方式优选为蒸汽加热，通过设备内设置的蒸汽分布器，以实现对设备内物料的加热，从而使得加热过程更为经济和简单，对于温度的控制也更为方便。该第一稠状物的料液温度保持为50℃，由于若温度过低，则滤饼中呈结晶形式的氯化钠和氯化镁不易迅速溶解到液相中，而若温度过高，则不但浪费热能，而且会对后期步骤中的压滤操作带来不便，易造成操作工人烫伤，同时，在该温度范围内，氯化钠的溶解度接近最大，因此，本实施例对料液温度的控制既能实现较好的除杂效果，而且也利于后续步骤的进行。
3).将第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼，该第二滤饼即为上述氢氧化镁物料。
压滤机是一种化工行业常用的固液分离设备，其是利用特殊的过滤介质，对过滤对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备。具体地，本实施例中的压滤机采用的是板框压滤机。
为了进一步提升第二滤饼中氢氧化镁的纯度，本实施例采用脱盐水对第二滤饼进行洗涤，以进一步降低第二滤饼中氯离子的含量，从而制得第三滤饼，将该第三滤饼用作氢氧化镁物料，能进一步提升后期所制得的终产物氟化镁晶体的纯度。
步骤S2：将氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为:1.35-1.45：1混合，按照反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应生成氟化镁。
中和反应进行的过程中，反应温度控制在88℃，其中反应温度设置为88℃，上述中和反应发生的过程中，若反应温度太低，则不利于晶体长大，反之，若反应温度太高，则容易使未反应的HF挥发，增加冷却难度，因此，本实施例控制反应液的温度为90℃，反应时间2-3小时，反应后期缓慢搅拌或静止处理，使晶粒更加完善，中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在5.0时，其中反应液的pH值为5.0。
具体地，由于本步骤中的中和反应为放热反应，本实施例采用在反应釜上设置夹套，采用让冷却水通过夹套的方式以控制本步骤中的反应温度。
步骤S3：氟化镁结晶体经分离工序、干燥工序，从而制得氟化镁晶体，干燥工序为气流干燥，在气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
采用离心分离工序从而将氟化镁结晶初体分离出来，并用脱盐水对结晶体进行进一步的洗涤，分离工序后的液体可排放或使其返回反应器中，再参与中和反应，，采用工业水对步骤3)中的第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的氢氧化镁物料来使用。
本步骤在气流干燥的过程中，干燥温度控制为95～100℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h，合适的干燥温度能提高氟化镁晶体的出料纯度。
通过本实施例中的工艺所制备得到的氟化镁晶体，其外观呈无色四方晶体或粉末，氟化镁的质量分数为99.0～99.5％，氯化物≤0.001％，铅(Pb)≤0.0002，％砷(As)％≤0.0003，重金属质量分数(以Pb计)低于0.001％。
且本实施例所提供的氟化镁的制备工艺利用盐湖卤水提锂工艺中废弃的氢氧化镁滤饼作为原料，相对于传统的氟化镁晶体的制备工艺，有效地节省了原材料的成本，具体分析过程如下：
下面两个工艺中原材料的计算均以生产1t氟化镁为基准。
1.本实施例工艺中原材料的计算
反应方程式如下：
经计算，X＝58/62＝0.935t Y＝40/62＝0.645t
本工艺中所使用的原料氢氟酸溶液是质量百分比浓度为20～30％的工业氢氟酸，若按30％计算，则所消耗的酸量为：0.645/0.3＝2.15t。
本工艺中所使用的氢氧化镁原料为盐湖提锂工艺中废弃的氢氧化镁滤饼，一般其固体氢氧化镁的含量为40～60％(干基氢氧化镁的含量一般为85～90％)，若按85％计算，则所需的含氢氧化镁的废弃物质量为：0.935/0.85＝1.1t。
2.传统工艺中原材料的计算
反应方程式如下：
根据计算可得：
X＝84/62＝1.35t Y＝40/62＝0.645t
本工艺中所使用的原料氢氟酸溶液是质量百分比浓度为20～30％的工业氢氟酸，若按30％计算，则所消耗的酸量为：0.645/0.3＝2.15
本工艺与传统工艺相对比，氢氟酸的消耗量均为2.15，本实施例的工艺所利用的镁原料是废弃物，因此不计入原材料的消耗量，而传统工艺需消耗1.35t的碳酸镁，且该碳酸镁是外购或煅烧生成的，因此，传统工艺的原材料成本显著高于本实施例中工艺的原材料成本。
因此，本实施例提供的氟化镁的制备工艺不仅能生产出品质优良的氟化镁晶体，适于工业使用，而且本实施例生产的氟化镁的制备工艺利用盐湖卤水提锂生产过程中的废弃物氢氧化镁滤饼，解决了该废弃物氢氧化镁滤饼的掩埋问题，并有效节省了氟化镁晶体的制备成本，同时，本实施例所提供的氟化镁的制备工艺，过程简单，耗能少，符合绿色循环经济的理念。

Claims (9)

1.一种氟化镁的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：以氢氧化镁滤饼作为原料，对所述氢氧化镁滤饼进行除杂处理，以提取出所述氢氧化镁滤饼中的氢氧化镁物料，所述氢氧化镁物料中Cl-的质量分数为0.001％以下；
步骤S2：将所述氢氧化镁物料与氢氟酸溶液按照氢氧化镁和氢氟酸的物质的量之比为1.35-1.45：1混合，根据反应方程式：Mg(HO)2+2HF＝MgF2+2H2O，发生中和反应形成氟化镁；
步骤S3：所述氟化镁结晶初体经分离洗涤工序、干燥工序，制得氟化镁晶体。
2.根据权利要求1所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：所述步骤S1中的氢氧化镁滤饼的来源为从盐湖卤水提锂工艺中形成，步骤S1中的所述除杂处理工序包括如下步骤：
1).将所述氢氧化镁滤饼加入到配制槽中，向配置槽中加水，搅拌混合，形成第一稠状物；
2).加热所述第一稠状物至40～50℃后，将所述第一稠状物的温度保持在40～50℃下搅拌所述第一稠状物20～40min，形成第二稠状物；
3).将所述第二稠状物经压滤机以形成第二滤饼。
3.根据权利要求2所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：所述第一稠状物的温度设置为47℃，并且将第一稠状物的温度保持在47℃下搅拌所述第一稠状物30min。
4.根据权利要求2所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：采用脱盐水对步骤3)中的所述第二滤饼洗涤，以形成第三滤饼并作为步骤S2中的所述氢氧化镁物料来使用。
5.根据权利要求1所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：步骤S2在所述中和反应进行的过程中，反应温度控制在85～90℃之间。
6.根据权利要求5所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：所述反应温度设置在88℃。
7.根据权利要求1所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：步骤S2中所述中和反应在结束时，形成的反应液的pH值在4.5～5之间。
8.根据权利要求7所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：所述形成的反应液的pH值为4.8。
9.根据权利要求1所述的氟化镁的制备工艺，其特征在于：步骤S3中的所述干燥工序为气流干燥，在所述气流干燥中的干燥温度为98℃，压力为低于0.01MPa，气流流速为70km/h。
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