CN1280196C

CN1280196C - 轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法

Info

Publication number: CN1280196C
Application number: CN 200310117851
Authority: CN
Inventors: 黄西平; 张琦; 郭淑元; 王功伟
Original assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Current assignee: Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2023-12-22
Also published as: CN1554587A

Abstract

本发明是一种以轻烧白云石、浓海水为原料，制备氢氧化镁的方法。其工艺流程包括：在950～1050℃煅烧白云石；水、氢氧化镁浆料和轻烧白云石消化水合反应获得轻烧白云石乳；白云石乳与浓海水进行结晶反应，形成较大颗粒的氢氧化镁乳浊液；将氢氧化镁乳浊液进行沉降分离、洗涤过滤，制得膏状氢氧化镁滤饼。膏状氢氧化镁经不同处理可制得的不同用途的氢氧化镁产品。本发明所涉及的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法具有资源利用率高、生产成本低、产品质量稳定等诸多优点。

Description

轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法

技术领域

本发明涉及氢氧化镁[Mg(OH)₂]的制取方法，特别是涉及利用白云石制取氢氧化镁的方法。

背景技术

目前，白云石在化工生产上主要用于生产轻质碳酸镁、轻质氧化镁及氢氧化镁。

以白云石为原料直接生产氢氧化镁的方法是：将白云石控制在750℃以下煅烧，得到白云石灰；白云石灰经消化、除去沉渣得氢氧化镁悬浮液，氢氧化镁悬浮液再经过滤分离、干燥制得氢氧化镁。由于除渣后的氢氧化镁悬浮液夹带部分碳酸钙等杂质，制得的氢氧化镁质量较差，因此，白云石直接生产氢氧化镁，存在产品质量差、产生大量废渣的缺陷。

国内生产较高质量的氢氧化镁主要是以含氯化镁的卤水为原料与碱性物质(如氢氧化钠、氨水或氢氧化钙)在水溶液中反应，生成氢氧化镁沉淀，经过滤、洗涤、干燥而制得产品。

其中，含氯化镁的卤水和氢氧化钠反应制取氢氧化镁的方法，存在生成的氢氧化镁颗粒小、分离困难，以及生产成本高等缺陷。

含氯化镁的卤水和氨水反应制取氢氧化镁的方法，一般用于生产特殊用途的氢氧化镁。其生产过程复杂，一般先合成碱式氯化镁，碱式氯化镁经高压釜水热处理制得氢氧化镁；同时生产过程中副产大量低浓度氯化铵溶液，若回收其中氯化铵，生产成本高；直接排放，又会对环境造成污染。

以含氯化镁的卤水和石灰为原料，采用合成法制备氢氧化镁分为两种工艺，其一是生产氢氧化镁阻燃剂，其二是生产其他品种氢氧化镁。

卤水和石灰生产氢氧化镁阻燃剂的工艺过程分为三个阶段：第一阶段将石灰进行消化，除渣制得石灰乳；卤水经预处理、精制后，泵入反应器，与适量石灰乳进行合成反应，控制氢氧根和镁离子的当量比(0.5-0.9)、卤水浓度(1.5-3.9mol/L)、反应温度(10～50℃)及反应时间(3～60min)，生成碱式氯化镁。第二阶段由碱式氯化镁制备特殊结构的氢氧化镁，将第一阶段反应液送入水热处理釜，在120～250℃下处理1～10小时，反应产物经加水稀释、漂洗、沉降、离心分离制得湿产品。第三阶段对上述产品进行表面处理，将配制好的表面处理液在一定温度、浓度条件下，在处理罐中进行表面处理，表面处理后的氢氧化镁经干燥、粉碎、筛分得氢氧化镁阻燃剂。从上述工艺流程描述可以看出，其工艺存在过程复杂、生产能耗高(须经120～250℃处理1～10小时)、生产能力低等缺陷，仅适于生产阻燃剂。

以含氯化镁的卤水和石灰为原料，生产其他品种氢氧化镁(烟气脱硫剂、水中和剂、重金属脱除剂)的工艺是晶种添加控制结晶的一步法工艺。该工艺是将石灰进行消化，除渣制得石灰乳；卤水经预处理、精制后，泵入反应器，在反应器中加入适量氢氧化镁晶种(氢氧化镁晶种需要将其循环7次以上，晶种达到一定的粒度方可加入)，加入晶种后的卤水与一定比例的石灰乳进行合成反应，控制反应速度和反应时间制得氢氧化镁浆料；氢氧化镁浆料经沉降、过滤分离得氢氧化镁滤饼，根据用途不同还可制备不同种类的氢氧化镁产品。该工艺存在品种制备较烦琐(需要循环制备7次以上，否则制得氢氧化镁沉降分离困难)、产品消耗较高、对石灰质量要求较高等缺陷。

发明内容

本发明是以白云石和浓海水两种廉价资源为原料，充分利用白云石中的氧化镁和氧化钙及浓海水中的镁资源，低成本地生产优质的氢氧化镁产品。

本发明所涉及的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法包括：将白云石煅烧制得轻烧白云石，放入含有氢氧化镁晶种的水中消化水合，形成生长新的氢氧化镁晶种的白云石乳；除渣的白云石乳滴加入浓海水中结晶反应，白云石乳中的氢氧化钙和浓海水中镁离子反应生成氢氧化镁，控制反应温度及反应速度以保证新生成的氢氧化镁在白云石乳中晶种上生长和形成较大颗粒的氢氧化镁；含有较大氢氧化镁颗粒的结晶反应的乳浊液经沉降分离、洗涤过滤，获得氢氧化镁滤饼，进而根据不同用途制备不同种类的氢氧化镁产品。

本发明的工艺流程和工艺参数如下：

(1)煅烧反应

取白云石，原矿质量如下：CaO≥30％，MgO≥20％。将上述白云石在950～1050℃煅烧，煅烧得轻烧白云石。

(2)消化水合反应

在盛有自来水的搅拌槽中，加入氢氧化镁作晶种，搅拌均匀后，再加入轻烧白云石，并开启搅拌器。水、轻烧白云石和氢氧化镁的重量比为水∶轻烧白云石∶氢氧化镁＝1∶5％～20％∶0.5％～1.92％。然后，通入蒸汽将搅拌槽中料液加热至70～90℃，关闭蒸汽阀门停止加热，搅拌1～5小时。轻烧白云石中氧化钙消化转化成氢氧化钙悬浮液，其中的氧化镁逐步水合生成氢氧化镁，生成的氢氧化镁在加入的晶种上生长，形成新的晶种。将上述轻烧白云石浆用100～200目筛网过滤，滤去残渣，得轻烧白云石乳。

(3)结晶反应

取浓度为5～8°Be’的浓海水放入搅拌槽中，加入上述消化水合的白云石乳，控制反应终止时液相pH值9.80～10.40，滴加完成后搅拌10～60分钟。反应温度为室内常温，温度范围10～40℃。白云石乳滴加至海水中，其氢氧化钙和海水中镁离子进行如下反应：

反应生成的氢氧化镁在晶种表面生长，形成含有较大氢氧化镁颗粒的乳浊液。

(4)沉降分离

将上述结晶反应的乳浊液进行重力沉降分离，氢氧化镁浆料沉降至容器底部，母液用于制盐原料。

(5)洗涤过滤

在沉降的氢氧化镁浆料中加入5～10倍氢氧化镁浆料体积的海水，搅拌洗涤10～30分钟，洗涤后浆料直接过滤得氢氧化镁滤饼。

本发明涉及的制取氢氧化镁的方法具有资源利用率高、生产成本低、产品质量稳定等诸多优点。

具体实施方式

实施例1

取白云石在马弗炉中煅烧，煅烧温度950℃，煅烧后的轻烧白云石组成为：MgO 41.40％，CaO 58.28％。将2500ml烧杯放置在电炉上，在烧杯中倒入1300ml水，将含Mg(OH)₂6.5g的氢氧化镁加入到水中。开启烧杯中的搅拌器，搅拌速度为100转/分，搅拌均匀后加入上述100克轻烧白云石。开启电炉加热，加热至70℃时停止加热，继续搅拌1.5小时，白云石乳温度为75℃。将上述白云石乳用100目筛网过滤，将筛上残渣弃去，得1250ml筛下白云石乳，该白云石乳做为制备氢氧化镁的原料。

取白云石乳分析其组成为：Mg(OH)₂，21.00g/l；Ca(OH)₂，44.52g/l。取10升浓海水，其组成为：Ca²⁺，0.60g/l；Mg²⁺，2.01g/l；K⁺，0.84g/l；SO₄ ^2-，3.95g/l；Cl^-，19.48g/l。向上述浓海水中滴加白云石乳，搅拌速度为30转/分，白云石乳的滴加速度为20～30ml/min，白云石乳加入量为840ml，反应终止的pH值为9.80。待白云石乳滴加完毕后，继续搅拌2小时，搅拌速度仍为30转/分。搅拌2小时后，停止搅拌，将反应后含氢氧化镁的浓海水静止沉降1小时。反应液澄清分层后，将上层清液用胶管虹吸出，下层氢氧化镁浆料加入其体积5倍的浓海水，开启搅拌器，搅拌速度为30转/分，搅拌时间30分钟。将上述搅拌洗涤的氢氧化镁浆料抽滤至漏斗基本不再滴水为止，抽滤得氢氧化镁滤饼117g，其主要成分为：Mg(OH)₂42.10％，CaO0.23％。

实施例2

取白云石(MgO 20％，CaO 30％)在马弗炉中煅烧，煅烧温度1000℃，煅烧后的轻烧白云石组成为：MgO 43％，CaO 54.5％。将2500ml烧杯放置在电炉上，在烧杯中倒入1300ml水，将含Mg(OH)₂15g的氢氧化镁晶种加入到水中。开启烧杯中的搅拌器，搅拌速度为100转/分，搅拌均匀后加入上述180克轻烧白云石。开启电炉加热，加热至80℃时停止加热，继续搅拌3小时，白云石乳温度为80℃。将上述白云石乳用100目筛网过滤，将筛上残渣弃去，得1250ml筛下白云石乳，该白云石乳做为制备氢氧化镁的原料。

取白云石乳分析其组成为：Mg(OH)₂，35.65g/l；Ca(OH)₂，75.38g/l。取15升浓海水，其组成为：Ca²⁺，0.60g/l；Mg²⁺，2.01g/l；K⁺，0.84g/l；SO₄ ^2-，3.95g/l；Cl^-，19.48g/l。向上述浓海水中滴加白云石乳，搅拌速度为50转/分，白云石乳的滴加速度为20～30ml/min，白云石乳加入量为860ml，反应终止的pH值为10.25。待白云石乳滴加完毕后，继续搅拌40分钟，搅拌速度仍为50转/分。搅拌40分钟后，停止搅拌，将反应后含氢氧化镁的浓海水静止沉降1.5小时。反应液澄清分层后，将上层清液用胶管虹吸出，下层氢氧化镁浆料加入其体积10倍的浓海水，开启搅拌器，搅拌速度为50转/分，搅拌时间30分钟。将上述搅拌洗涤的氢氧化镁浆料抽滤至漏斗基本不再滴水为止，抽滤得氢氧化镁滤饼180g，其主要成分为：Mg(OH)₂42.35％，CaO0.26％。

实施例3

取白云石(MgO 20％，CaO 30％)在马弗炉中煅烧，煅烧温度1050℃，煅烧后的轻烧白云石组成为：MgO 42％，CaO 54％。将2500ml烧杯放置在电炉上，在烧杯中倒入1300ml水，将含Mg(OH)₂25g的氢氧化镁晶种加入到水中。开启烧杯中的搅拌器，搅拌速度为100转/分，搅拌均匀后加入上述260克轻烧白云石。开启电炉加热，加热至90℃时停止加热，继续搅拌5小时，白云石乳温度为85℃。将上述白云石乳用100目筛网过滤，将筛上残渣弃去，得1250ml筛下白云石乳，该白云石乳做为制备氢氧化镁的原料。

取白云石乳分析其组成为：Mg(OH)₂，45.35g/l；Ca(OH)₂，95.72g/l。取20升浓海水，其组成为：Ca²⁺，0.60g/l；Mg²⁺，2.01g/l；K⁺，0.84g/l；SO₄ ^2-，3.95g/l；Cl^-，19.48g/l。向上述浓海水中滴加白云石乳，搅拌速度为50转/分，白云石乳的滴加速度为20～30ml/min，白云石乳加入量为860ml，反应终止的pH值为10.05。待白云石乳滴加完毕后，继续搅拌60分钟，搅拌速度仍为50转/分。搅拌60分钟后，停止搅拌，将反应后含氢氧化镁的浓海水静止沉降1.5小时。反应液澄清分层后，将上层清液用胶管虹吸出，下层氢氧化镁浆料加入其体积10倍的浓海水，开启搅拌器，搅拌速度为50转/分，搅拌时间50分钟。将上述搅拌洗涤的氢氧化镁浆料抽滤至漏斗基本不再滴水为止，抽滤得氢氧化镁滤饼230g，其主要成分为：Mg(OH)₂40.35％，CaO0.22％。

Claims

1、一种轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于，该方法的工艺流程包括：将白云石煅烧制得轻烧白云石的煅烧反应；放入含有氢氧化镁晶种的水中消化水合反应，形成生长新的氢氧化镁晶种的白云石乳；除渣的白云石乳滴加入浓海水中结晶反应，白云石乳中的氢氧化钙和浓海水中镁离子反应生成氢氧化镁，反应温度范围为10～40℃，控制反应终止时液相pH值为9.80～10.40；含氢氧化镁结晶的乳浊液进行重力沉降分离得氢氧化镁浆料；氢氧化镁浆料经海水洗涤过滤后，获得氢氧化镁滤饼；所述的浓海水的浓度为5～8°Be’。

2、根据权利要求1所述的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于煅烧白云石的温度为950～1050℃。

3、根据权利要求1所述的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于，将轻烧白云石放入含有氢氧化镁晶种的水中消化水合时，重量配比关系为水∶轻烧白云石∶氢氧化镁＝1∶5％～20％∶0.5％～1.92％。

4、根据权利要求3所述的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于，轻烧白云石与水的消化水合，加热至70～90℃，停止加热，搅拌1～5小时。

5、根据权利要求1所述的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于，除渣的白云石乳滴加入浓海水中结晶反应时，白云石乳滴加完成后搅拌10～60分钟。

6、根据权利要求1所述的轻烧白云石浓海水制取氢氧化镁的方法，其特征在于，在氢氧化镁浆料中加入5～10倍氢氧化镁浆料体积的海水洗涤，搅拌洗涤10～30分钟。