CN1088548A - 活性氢氧化镁的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活性氢氧化镁的调整方法，该方法的 特征是在溶解有以脂肪酸的碱金属盐为主成分的阴 离子表面活性剂的温水溶液中，加入由天然菱镁矿焙 烧而得到的粉碎或整粒化的轻烧镁，根据需要加热使 之熟化。由本方法制得的浆料流动性好，具有非沉降 性的非凝聚性，并能保持稳定的浆料的分散状态。

Description

本发明涉及活性氢氧化镁的调整方法。更详细地说，本发明涉及一种适用于中和酸性排放液以及使排烟气中的硫的氧化物进行脱硫等用途的活性氢氧化镁的调整方法。

用于排烟气脱硫和排水中和时，以前使用的都是以海水作为原料制得的氢氧化镁（海水镁）（海水マグ）。

上述氢氧化镁的生成主反应，可用下式表示：

此外，还可以不用海水镁，而是将天然的菱镁矿（MgCO₃）经过煅烧后，以整粒或经粉碎制得的轻烧氧化镁（以下称轻烧镁）（轻烧マグ）的形式使用。这种轻烧镁生成的主反应，可用下式表示：

将轻烧镁水合后得到的氢氧化镁总称为水合镁，如果用分子式表示其主要组成，则可以MgO·nH₂O表示。

然而，上述的海水镁是以海水作原料，将海水中所含的氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁，而这种氢氧化镁往往还要经过种种工序加以浓缩才能制得上述的海水镁，而氢氧化镁（Mg（OH）₂）的浓缩分离过程很复杂，而且浓缩得到的浆料粘度极高，因而存在输送困难等问题。

因此，海水镁的制造成本也比较高。

而且，海水镁中含有杂质氢氧化钙（Ca（OH）₂，因而，例如将海水镁作为脱硫剂使用时，由于Ca（OH）₂+SO₂→CaSO₃+H₂O反应，在装置中沉积有溶解度小的亚硫酸钙（CaSO₃·2H₂O），在装置运行时容易引起故障，而且由于氯离子（Cl^-）和硫酸根离子的含有率高，因此必需有防腐蚀措施。

另一方面，后者轻烧镁，由于与水反应得到的氧氧化镁的粘度比海水镁时低，因而处理容易，其来源与海水无关，因此不含氯离子等，腐蚀性也少，对输送、贮存等有利，还有制造时使用的装置比海水镁时简单，制造成本便宜等优点。其缺点是，对水的溶解性及反应性比较慢，因此对于所得之氢氧化镁与酸成分的反应速度也较慢等。

因此，为了克服上述轻烧镁的缺点，提出了活性氢氧化镁的合成方法，该方法的特征是：将天然菱镁矿焙烧后得到的粉碎过的轻烧镁和水作用，将所获溶液的pH值调到11以上，同时将该溶液加热至85℃以上，以使之熟化。

但是，采用该合成方法时，由于苛性钠（NaOH）和氢氧化钾（KOH）属于必需按有关法规定处理的危险物品、剧毒物品，因此需有特殊贮存、保管设施，在其处理时必需有危险物品处理作业主任等管理。

而且，苛性钠和氢氧化钾以碎片状或颗粒状贮存时，严禁有水分，不得与空气接触，这是因为它具有因吸湿而潮解和固化，以及与空气中的CO₂反应的性质。

此外，苛性钠和氢氧化钾是在浓度约50%的水溶液状态下处理使用，在冬季容易冻结，冬季使用时必需强制加温以保温，而且氢氧化钾比苛性钠更昂贵，因此很少广泛使用。

轻烧镁的熟化反应本身是在碱性下的反应，进而添加强碱性的苛性钠（NaOH），理论上说，不能否定由于共同离子（OH…氢氧根离子（基））的影响会妨碍水合反应，但可认为在轻烧镁中残存菱镁矿（主成分MgCO₃）的分解是由于更强的碱所产生的化学浸蚀作用，通过下式反应而生成氢氧化镁（Mg（OH）₂）：

此外，向一种碱中加入更强的碱时，从原则上说，由于放热反应而产生的反应热是无法利用的，而且还需要加热至相当高的温度，另外，在轻烧镁熟化时需要较长的时间等缺点。

本发明的目的是提供一种能够保持料浆粘度低、流动性好、非沉降性和非凝聚性皆优良的，稳定的分散状态的活性氢氧化镁的整调方法，该方法的特征是对上述的将苛性钠（NaOH）或氢氧化钾（KOH）等强碱加到反应系统中，并加热至85℃以使之熟化的活性氢氧化镁的调整方法加以加变。

为了达到上述目的，本发明提出的活性氢氧化镁调整方法的特征是：在溶解有以脂肪酸的碱金属盐为主成分的阴离子表面活性剂的温水溶液中，加入由天然菱镁矿经焙烧而获得的粉碎或整粒状的轻烧镁，根据需要可通过加热来使其熟化。

本发明方法中使用的脂肪酸中的碳原子数最好在6-24范围内。

添加剂（脂肪酸的碱金属盐）的添加率，以轻烧镁为基准，希望是0.05-0.5重量%，优选0.1-0.4重量%。

以下详细叙述具体实现本发明的实施例及作用。

实施例1

在设有不锈钢制搅拌机、内容积为50升的反应槽中装入40℃的温水（上水）14.5升，搅拌下于温水中添加以脂肪酸钠为主成分的阴离子表面活性剂24g，使它充分溶解。

然后，在上述温水溶液中，加入由天然菱镁矿焙烧而得的粉碎或整粒化的轻烧镁6kg，边混合搅拌过用电热器加热该混合液，达到75℃时停止加热，这时看到覆盖表面的那种细胞引起的轻微发泡现象，但尽管停止加热，反应液浆料的温度仍上升，加热停止20分钟后温度达95℃，断定温度升高了20℃。

当反应液浆料的温度降低到90℃时再加热，一边调整电热器的电压，一边将浆料温度保持在85℃-90℃，再继续搅拌1小时后，使反应结束。

然后从所得浆料中，取出31.4g，在其中混合2当量浓度的硫酸200毫升，搅拌5分钟后，进行过滤和干燥，测得反应残渣的重量为2.4g。

在上述过程中，混合液的pH值达到5时需要的时间是10.0秒，混合液的pH值达到6时需要的时间是14.7秒。

因而，由本发明实施例1制得的含有活性氢氧化镁的浆料，稍微具有粘性，但流动性优良，并认为没有沉降性、凝聚性，并具有良好稳定的分散状态。

实施例2

在不锈钢制的内容积约15升的容器中，装入45℃的温水（上水）4.8升，搅拌下于温水中添加以脂肪酸钾为主成分的阴离子表面活性剂4g，使它充分溶解。

然后，在上述温水溶液中，添加将天然菱镁矿焙烧而制得的粉碎或整粒化的轻烧镁2kg，边混合搅拌边用电热器加热混合液，达75℃时停止加热，看到仅在容器内周壁处产生稍大的但容易消失的气泡，但是在2-3分钟内见不到气泡的产生。

尽管停止加热，但反应液浆料的温度仍在上升，加热停止5分钟后达到85℃，并可在30分钟内保持温度在80℃以上。

当反应液浆料的温度降低到79℃时再重新加热，一边调整电热器的电压，一边将浆料温度保持在85℃-90℃，再继续搅拌1.5小时后，使反应结束。

然后从所得浆料中取出31.4g，在其中混合2当量浓度的硫酸200毫升，搅抖5分钟后，进行过滤和干燥，测得反应残渣的重量为1.8g。

在上述过程中，混合液的pH值达到5时需要的时间是5.1秒，混合液的pH值达到6时所需要的时间是7.3秒。

因而，由本发明实施例2制得的含有活性氢氧化镁的浆粒，稍微具有粘性，但流动性优良，并确认没有沉降性、凝聚性、并具有良好稳定的分散状态。

对比例1

与实施例1中所示条件相同，在温水中加入轻烧镁，但不添加以脂肪酸钠为主要成分的阴离子表面活性剂，从而调整反应物浆料。

在不添加活性剂的情况下，由于看不到发泡现象，同时也看不到显著的温度上升，因而不停止加热，在与实施例1中的相同时间内，保持在85℃-90℃，然后使反应结束。

同样，测得反应残渣的重量为3.7g。

混合液的pH值达到5时需要的时间是25.5秒，混合液的pH值达到6时需要的时间是58.9秒。

所得之浆料的沉降速度大，容易凝聚的倾向显著，透明的上清液与凝集的沉降渣饼的界线明显、浆料的流动性差，并确认有容易显著沉降的倾向。

对比例2

与实施例2中所示条件相同，在温水中，加入作为添加剂的苛性钠20g、使之溶解，在该水溶液中添加轻烧镁2kg，一边混合搅拌一边开始加热，但由于看不到显著的温度上升，因此不停止加热，在与实施例2中的相同霎时间内，保持在85℃-90℃，然后使反应结束。

同样，测得反应残渣的重量为3.4g。

混合液的pH值达到5时需要的时间是13.4秒，混合液的pH值达到6时需要的时间是18.9秒。

所得之浆料的粘性较高，搅拌状态下的流动性较好，但在停止搅拌后的静置状态下，确认有凝聚性和沉降性，很难保持匀浆状态。

上述先有技术，在反应系统中添加苛性钠（NaOH）或氢氧化钾（KOH）等强碱，一边加热至85℃以上，一边使之熟化的方法中，使轻烧镁和水反应时的熟化时间通常是2-3小时。

与此不同，在本发明的方法中，由实施例1和2的结果可清楚地看出，可以取消熟化时的继续加热，同时还可缩短轻烧镁的熟化时间。

虽然粘度稍有上升，但在匀浆状态下，流动性好，具有非沉降性和非凝聚性，并且能保持稳定的浆料的分散状态。此外，还可降低添加剂的添加率，同时由于自身放热而加速浆料的反应速度、减少未反应的残渣，与以前使用的苛性钠的方法相比较，可降低运行成本。而且，本发明方法在熟化时不必在反应系统中添加苛性钠，这样不但不需要苛性钠的特殊管理，而且还可得到比使用苛性钠的方法和以前的海水镁更优良更价廉的含有活性氢氧化镁的浆料。

Claims (1)

1、活性氢氧化镁的调整方法，该方法的特征是，在溶解有以脂肪酸的碱金属盐为主成分的阴离子表示活性剂的温水溶液中，加入将天然菱镁矿焙烧而得到的粉碎或整粒化的轻烧镁，根据需要，边加热边使之熟化。