CZ213796A3

CZ213796A3 - Process for preparing magnesium hydroxide

Info

Publication number: CZ213796A3
Application number: CZ962137A
Authority: CZ
Inventors: Dagwin Elsner; Roger Rothon
Original assignee: Flamemag International Gie
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-11-13
Also published as: JPH10503458A; EP0740643A4; EP0740643A1; IL112385A0; IN188108B; SK93396A3; US5843389A; IL112385A; CZ292098B6; WO1995019935A1

Description

| Sráženi Mg(OH);

Mg(OH)? suspenze

Teple

Teplovodní zpracováni (autokiév) —

15O-185*C

Voda fFiltřace/Promývánl|~ | Sušen) 1 [ Mg(OH)3 produkt] >vedleJM produkt matečný louh dusičnanu amonného (DA) nebo chloridu amonného (CA) (20-30%)

Způsob přípravy hydroxidu hořečnatého

Oblast technikv •IIHd ¹ * Λ l JAi3INiSVIA i 0H3A01SAWflyd ► avy o

JIA '8 L j 01§0Q

Vynález se týká způsobu přípravy hydroxidu hořeqnatého, zejména hydroxidu hořečnatého retardujícího hoření a prodSkfo^z*’ 5 něho vyrobených. I ·(·□

Známý stav technikv

Hydroxid hořečnatý je staplová průmyslová chemická látka, která má široký rozsah použití. Hydroxid hořečnatý nalezl zejména uplatnění jako složka termoplastických syntetických pryskyřic, ve kterých působí jako činidlo snižující hořlavost těchto polymerů. Nicméně zabudování hydroxidu hořečnatého do termoplastických syntetických pryskyřic může nežádoucím způsobem ovlivňovat fyzikální vlastnosti těchto pryskyřic, zejména pevnost a protažení při přetržení.

povrchovou plochou, je popsána například

Ze známého stavu techniky je známé, že protažení při přetržení a další vlastnosti těchto termoplastických pryskyřic lze zlepšit použitím hydroxidu hořečnatého, který je charakteristický specifickým pnutím, krystalickou velikostí a

Výroba tohoto typu hydroxidu hořečnatého v patentu UK 1,514,081 (Kyowa Chemical Industry Co. Ltd. Způsob přípravy takového hydroxidu hořečnatého vyžaduje zpracování roztoku hořečnaté soli přebytečným množstvím zásady při nízkých teplotách (například nižších než 60°C), které vede k vysrážení zásadité soli. Tato zásaditá sůl se následně rekrystalizuje ve svém matečném louhu za poměrně drsných podmínek (například 145°C až 2OO^eC). I když je tento způsob účinný, je velmi neefektivní a procento přeměny hořčíku je velmi nízké, řádově například 50 až 70%. Nízká konverze hořčíku může kromě neefektivnosti procesu rovněž ovlivňovat nežádoucím způsobem likvidaci výsledných amoniakálních solných roztoků.

Alternativní způsob přípravy hydroxidu hořečnatého byl popsán v českém patentu 275,256, 1990 (RIIC). Tento patent popisuje způsob přípravy hydroxidu horečnatého, podle kterého se roztok obsahující dusičnan hořečnatý a vápenatý zpracuje přebytkem amoniaku (například 1,2 až 2,5 násobkem stechiometrického množství) za vzniku sraženiny. Je zřejmé, že nevzniká žádná zásaditá sůl a rekrystalízace v autoklávu se provádí za podstatně mírnějších podmínek (například 130°C až 160°C po dobu 10 až 90 minut). To naznačuje, že schopnost rekrystalizovat za těchto podmínek je dána přítomností dusičnanu vápenatého a amonného a nepřítomností amoniaku. Nicméně takto připravený hydroxid hořečnatý není hydroxidem požadovaného typu a termoplastické pryskyřice do nichž se zabudoval nevykazují vysoké prodloužení při přetržení. Dalším nedostatkem tohoto způsobu přípravy jsou vzhledem k přítomnosti velké koncentrace vápníku (například 5 až 100 g/l) rovněž problémy při čištění. Vedlejší produkt, jakým je získaný dusičnan amonný rovněž nemůže být použit (například jako hnojivo nebo výbušnina) bez dalšího čištění, jehož cílem je odstranění vápníku.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je odstranit nebo alespoň zmírnit problémy, kterými trpí výše zmíněné způsoby přípravy hydroxidu hořečnatého.

Z výše uvedeného vyplývá, že předmětem vynálezu je tedy poskytnutí způsobu přípravy hydroxidu hořečnatého v kvalitě zhášedla, jenž zahrnuje poskytnutí amoniaku;

roztoku hořečnaté soli a poskytnutí zdroje přidání stechiometrický amoniaku do uvedeného roztoku hydroxidu hořečnatého; a nadbytečného za vzniku množství sraženiny vystavení rekrystalizací.

hydroxidu hořečnatého teplovodní

Zjistilo se, že použití způsobu podle vynálezu lze připravit vysoký výtěžek (přibližně 80% a více, vztaženo na hořčík) produktu hydroxidu hořečnatého s vysokou hodnotou protažení při přetržení. Navíc má tento produkt hydroxidu hořečnatého kvalitu retardéru hoření.

Roztoky hořečnatých solí používané v rámci vynálezu mohou být libovolného typu. Lze použít například hořečnatou sůl anorganické kyseliny. Zejména lze použít roztok dusičnanu nebo chloridu hořečnatého. Rovněž lze použít přírodní hořečnatou solanku.

Pokud se použije roztok dusičnanu hořečnatého, měl by výhodně obsahovat přibližně 20 až 95 g/1 hořčíku, výhodněji «,' wi jJ»' * ·4—t.

přibližně 30 až 85 g/l hořčíku. Pokud se použije roztok chloridu hořčíku, potom by měl výhodně obsahovat přibližně 20 až 120 g/l, výhodněji přibližně 30 až 120 g/l hořčíku.

Dalším cílem vynálezu je poskytnutí způsobu, který může zahrnovat předběžný krok poskytující materiál obsahující hořčík a zdroj anorganické kyseliny; a zpracování materiálu obsahujícího hořčík pomocí kyseliny za vzniku hořečnaté soli.

Použitou anorganickou kyselinou může být kyselina dusičná nebo kyselina chlorovodíková. Pokud se použije kyselina dusičná, vytvoří se dusičnan hořečnatý (Mg(NO₃)₂). Použitá kyselina dusičná může mít formu vodného roztoku, ve kterém tvoří tato kyselina přibližně 20 až 55hm.%.

Pokud se použije kyselina chlorovodíková, potom vznikne chlorid hořečnatý (MgCI₂). Kyselina chlorovodíková může být použita ve formě vodného roztoku, ve kterém tvoří kyselina přibližně 20 až 35 hm.%.

Použitý materiál obsahující hořčík může být libovolného typu.. Materiálem obsahujícím hořčík může být například ruda obsahující hOřčík. Lze použít magnesitovou nebo dolomitovou rudu, přičemž výhodná je magnesitová ruda. Rovněž lze použít makrokrystalickou magnesitovou rudu nebo krypto-krystalickou (skrytě krystalickou) magnesitovou rudu. Mohou být použity vedlejší produkty obsahující hořčík. Například materiály obsahující Mg(OH)₂ a/nebo MgO. Lze použít vedlejší produkt z výroby hořčíku z mořské vody. Tento materiál může obsahovat například hydroxid hořečnatý. Lze použít materiál spotřebovaného filtračního lože získaný z čištění vody nebo zpracování odpadního louhu. Tento materiál může obsahovat Mg(OH)₂ a/nebo MgO.

Pokud výchozí materiál obsahuje MgO, může být louhován s amonnou solí, což je alternativní řešení k výše zmíněnému kyselému louhování.

Z toho vyplývá, že alternativním výhodným cílem vynálezu je způsob, který může zahrnovat předběžný krok poskytující materiál obsahující hořčík a amonnou sůl; a louhování materiálu obsahujícího oxid hořečnatý s amonnou solí za vzniku horečnaté soli.

Amonnou solí použitou při louhování může být libovolný vhodný typ. Výhodnými amonnými solemi jsou dusičnan amonný (NH4NO3), a chlorid amonní (NH₄CI).

Louhování se může provádět při zvýšené teplotě, například při teplotě 60 až 120°C. Louhování se může napomáhat vstřikováním Páry.

Amoniak tvořící se v průběhu loupežní lze ve formě hydroxidu amonného použít později při srážení. Amoniak se může například ve vhodném absorpčním zařízení smísit s vodou za vzniku hydroxidu amonného.

Takže vedlejší produkt amonné soli vzniklý v rámci tohoto způsobu podle vynálezu lze recyklovat. Takže lze například recyklovat dusičnan amonný nebo chlorid amonný vzniklé jako vedlejší produkty při provádění způsobu podle vynálezu.

V souladu s tím, může výhodné provedeni způsobu podle vynálezu dále zahrnovat následný krok recyklující alespoň část takto vytvořené amonné soli do kroku louhování.

Dusičnan amonný nebo chlorid amonný vytvořený jako meziprodukt mohou být alternativně nebo navíc použity například při výrobě hnojiv nebo výbušnin. To znamená v oblastech, kde se zpravidla používá surový magnezitový materiál, protože obsah vápníku v uvedeném vedlejším produktu je velmi nízký.

Výluh z procesu louhování může být před dalším zpracováním podroben čištění.

V souladu s tím výhodný způsob podle vynálezu dále zahrnuje podrobení výluhu filtračnímu kroku. Zvláště výhodný je pro způsob podle vynálezu výchozí materiál obsahující MgO. I když přihlašovatelé nechtějí být omezovány pouze teorií, dá se předpokládat, že použití tohoto výchozího materiálu minimalizuje organické nečistoty v následně vzniklém roztoku hořečnaté soli. To má zase za následek bělejší produkt a zvýšenou krystalizaci.

V souladu s tím, u výhodného provedení způsobu podle vynálezu má roztok hořečnaté soli nízký obsah organických složek.

Pokud je materiálem obsahujícím hořčík magnesit, potom může být kalcinován jakýmkoliv známým způsobem. Magnesitový výchozí materiál může být zahříván na teploty vyšší než přibližně

I.

650°C, výhodně na teploty ležící v rozmezí přibližně od 800 do 1000°C za kalcinačních podmínek. Ohřívání může pokračovat další 1 až 8 hodin, výhodně přibližně 3 až 5 hodin.

Materiál obsahující hořčík může být před vytvořením solného roztoku podroben vhodnému drcení, roztloukání a/nebo mletí.

Takto připravený roztok hořečnaté soli se může před dalším zpracováním zahrnujícím níže diskutované čištění pufrovat na v podstatě neutrální pH hodnotu.

U výhodného provedení vynálezu se použije relativně čistý roztok hořečnaté soli. Výrazem „relativně čistý“ , jak je zde použit, se rozumí , že nečistoty jsou v roztoku obsaženy ve stopovém množství a nenarušují tak v podstatě uvedený proces. Relativně čistý roztok hořečnaté soli obsahuje výhodně méně než 100 ppm, výhodněji méně než 10 ppm a nejvýhodněji méně než 1 ppm přechodných elementárních nečistot. Přechodnými elementárními nečistotami mohou být kovové příměsi, ve zvláště výhodné formě roztok hořečnaté soli obsahuje méně než 50 ppm, výhodněji méně než 10 ppm, nejvýhodněji méně než 1 ppm Fe a/nebo Mn. Přihlašovatel zjistil, že obsah Ca příměsí v podstatě neovlivňuje nežádoucím způsobem účinnost uvedeného způsobu podle vynálezu.

V závislosti na použitém výchozím materiálu, je výhodné za určitých okolností podrobit roztok hořečnaté soli čištění za účelem odstranění stopových nečistot. Stopovými nečistotami mohou být příměsi přechodových prvků, například kovové příměsi, zejména Fe, Ni, Cu a/nebo Mn.

Výhodné provedení způsobu podle vynálezu zahrnuje krok předběžného čištění, jehož součástí je poskytnutí roztoku hořečnaté soli, zdroje zásady a zdroje oxidantu;

přidáni zdroje zásady do roztoku hořečnaté soli za účelem zvýšení jeho pH hodnoty;

zpracování roztoku hořečnaté soli zdrojem oxidantu za účelem zoxidování stopových příměsí v roztoku obsažených; a odstranění stopových příměsí ve formě nerozpustných hydroxidů.

Zdrojem zásady může být libovolný vhodný typ, který bude zvyšovat pH hodnotu roztoku hořečnaté soli. Bylo zjištěno, že vhodné je použít například hydroxid amonný (ΝΉ₄ΟΗ) a oxid hořečnatý (MgO), přičemž výhodný je hydroxid amonný.

Výhodně se pH hodnota roztoku hořečnaté soli zvýší přibližně na pH hodnotu 4 až 7, výhodněji přibližně na pH hodnotu 5 až 6.

Zdroj oxidantu může být libovolný vhodný typ. Výhodným je peroxid vodíku (H₂O₂). Nebo v případě, že roztok hořečnaté soli obsahuje chlorid horečnatý, může být zdrojem oxidantu chlor (Cb).

Stopové nečistoty se mohou odstranit jako nerozpustné hydroxidy filtrací.

Ve srážecím kroku podle vynálezu se vyčištěný roztok ί horečnaté soli, například dusičnan hořečnatý Mg(NO₃(₂ následně zpracuje stechiometricky přebytečným množstvím amoniaku.

Amoniak se může použít ve formě hydroxidu amonného.

Množství použité sloučeniny amoniaku by mělo být takové, aby obsahovalo přibližně 120 až 250% stechiometrického množství, výhodně 1150 až 250 % a výhodněji přibližně 175 až 200 % stechiometrického množství amoniaku.

Pro zvýšení konečné schopnosti hydroxidu horečnatého retardovat hoření je výhodné provádět srážení při teplotě nižší než přibližně 80°C, výhodnější při teplotě nižší než přibližně 50’C a nejvýhodnější při teplotě nižší než přibližné 40°C,

Teplovodní rekrystalizační krok může být prováděn při teplotách přibližně 130°C až 195°C nebo vyšších, výhodně přibližně při teplotách 150 až 190°C a výhodněji při teplotách přibližně 170°C až 185°C. Teplovodní rekrystalizace může probíhat přibližně 30 minut až 6 hodin, výhodně přibližně 1 až 4 hodiny. Teplovodní rekrystalizační krok se zpravidla provádí v autoklávu. Pokud se u způsobu podle vynálezu použije roztok chloridu hořečnatého, může se teplovodní rekrystalizace provádět při nižších teplotách a kratších časech než, kterými jsou výše specifikované teploty a časy, přičemž mohou být s úspěchem použity i vyšší srážecí teploty.

Hydroxid hořečnatý takto připravený může být podroben čištění. Hydroxid hořečnatý může být chlazen, filtrován a promýván vodou za vzniku čistého hydroxidu horečnatého.

U výhodného provedení způsobu podle vynálezu, způsob přípravy čistého hydroxidu hořečnatého může dále zahrnovat podrobení vyčištěného Mg(OH)₂ sušení.

Krok sušení lze provádět za použití běžných konvenčních technik.

Sušení se může provádět za použití pásové sušičky, pneumatické sušičky, sušičky s fluidnim ložem nebo další podobné sušičky, popřípadě jejich kombinace.

Připravený hydroxid hořečnatý může být rovněž podroben kalcinaci za účelem připravení oxidu hořečnatého (MgO). Kalcinační podmínky mohou být podobné jako podmínky použití při výše diskutovaném zpracování magnesitu.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnutí hydroxidu hořečnatého v kvalitě retardující hoření připraveného výše popsaným způsobem.

Hydroxid hořečnatý podle vynálezu může být charakterizován tím, že má BET povrchovou plochu přibližně menší než 10 m²/g (nepotaženou), výhodně přibližně menší než 8 m²/g;

průměrnou velikost částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometrů, výhodně přibližně 0,5 až 3,5 mikrometrů;

a méně než přibližně 0,5 % částic je větších než 10 mikrometrů ( průměrná velikost částic byla měřena laserovou rozptylovou metodou).

Výhodné provedení vynálezu tedy poskytuje hydroxid hořečnatý obsahující hexagonální krystaly s nízkou BET specifickou \

povrchovou plochou menší než přibližně 7 m²/g, střední velikosti částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometru a olejovou absorpcí nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podle mezinárodni standardní směrnice ISO 787/5-1980(E)).

Pokud se u způsobu podle vynálezu použije roztok chloridu hořečnatého, potom takto získaný hydroxid hořečnatý obsahuje krystaly, které mají zpravidla oválný průřez. Nebo u výhodného provedení se získá hydroxid hořečnatý obsahující krystaly, které mají oválný průřez a nízkou BET specifickou povrchovou plochu menší než přibližně 7 m²/g, střední velikost částic přibližné 0,5 až 5,0 mikrometrů a olejovou absorpci nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podle mezinárodní standardní směrnice ISO 787/5-1 980(E)).

U dalšího výhodného provedení podle vynálezu může být hydroxid hořečnatý potažen povrchově aktivním činidlem, výhodně aniontovým povrchově aktivním činidlem. Výhodným povrchové aktivním činidlem je činidlo na bázi mastných kyselin.

Uvedené aniontové povrchově aktivní činidlo lze zvolit ze skupiny zahrnující kyselinu stearovou, kyselinu olejovou, kyselinu laurová, kyselina palmitová, stearát sodný, behenát draselný, montanát sodný, stearát draselný, oleát sodný, oleát draselný, palmitát sodný, palmitát draselný, laurát sodný, laurát draselný, dilaurylbenzensulfonát sodný, oktadecylsuifát draselný, laurylsulfonát sodný, 2-sulfoethyl α-sulfostearát sodný a amonné soli mastných kyselin, například stearát amonný. Tato aniontová povrchově aktivní činidla lze použít samostatně nebo ve směsi dvou nebo více.

Zvláště výhodnými povrchově aktivními činidly jsou v tomto případě stearát amonný a stearát sodný.

Hydroxid hořečnatý může být zakomponován do polymerní kompozice za účelem minimalizováni ztrát žádaných vlastností, včetně protažení v tahu a pevnosti v tahu. Dalším výhodným aspektem tedy je poskytnutí polymerní kompozice, která zahrnuje termoplastický polymer; a složku hydroxidu hořečnatého obsahující hexagonální krystaly nebo krystaly mající obecně oválný průřez s nízkou BET specifickou povrchovou plochou menší než 7 m²/g, střední velikostí částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometrů a olejovou absorpcí nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podie mezinárodní standardní směrnice ISO 787/5-1980(E)).

Uvedeným termoplastickým polymerem může být termoplastická syntetická pryskyřice, kterou lze zvolit ze skupiny zahrnující homopolymery nebo kopolymery styrenu, homopolymery nebo kopolymery propylenu, homopolymery nebo kopolymery olefinů zahrnujících ethylen, vinylové pryskyřice, polyesterové pryskyřice, polykarbonátové pryskyřice, nylonové pryskyřice, acetátové pryskyřice, acetálové pryskyřice a jejich směsi. Výhodným termoplastickým polymerem je v tomto případě ethylen, zejména ve formě ethylenvinyiacetátu (EVA).

Do polymerních kompozic podle vynálezu lze rovněž zabudovat různá běžná aditiva.

Mezi tato aditiva lze zařadit například barviva (organické a anorganické pigmenty), jako například isoindolin, hlinitan kobaltnatý, saze, nebo sulfid kademnatý; plniva, například uhličitan vápenatý, alumina, oxid zinečnatý nebo mastek; antioxidanty, například 2,6di-t-butyl-4-methylfenol, 2,2’-methylenbis(4-methyI-6-t-butylfenol), dilaurylthiodipropionát nebo tridecylfosfit; činidla absorbující UV záření, jako například 2.hydroxy-4-methoxybenzofenon, 2(2’hydroxy-5-methylfenyl)benzotriazol, 2-ethylhexyl-2-kyano-3,3difenylakrylát, fenylsalicylát nebo niklbisoktylfenyísulfid;

změkčovadla, jako například di-2-ethylhexylftalát, di-n-butylftalát, butylstearát, nebo epoxidem substituovaný sojový olej; a maziva, jako například stearát zinečnatý, vápenaté, hlinité a ostatní kovová mýdla, nebo polyethylenový vosk.

Uvedená polymerní kompozice může být poskytnuta ve formě polymerních výrobků, například ve formě tavením tvarovaných výrobků.

Složka hydroxidu hořečnatého může představovat potaženy hydroxid hořečnatý. V tomto případě, může termoplastický EVA produkt vykazovat vysoké hodnoty protažení při přetržení, například vyšší než 200%, výhodně vyšší než přibližně 300% a vysoké mezní kyslíkové číslo, například vyšší než přibližně 35% obj./obj., výhodně přibližné vyšší než 40 % obj./obj..

Polymerní výrobky mohou mít formu materiálů na obalení kabelů nebo izolačních materiálů.

Stručný popis obrázků

Vynález bude nyní podrobněji popsán s ohledem na doprovodné příklady. Je zřejmé, že následující příklady mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neovlivňují rozsah vynálezu, který je jednoznačně určen přiloženými patentovými nároky.

charakter a nikterak neovlivňují rozsah vynálezu, který je jednoznačně j

určen přiloženými patentovými nároky.

Obr. 1 znázorňuje blokové schéma výhodného provedení způsobu podle vynálezu;

obr.2 znázorňuje blokové schéma dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu;

obr. 3 znázorňuje naskenovaný elektronový mikrograf ukazující hydroxid hořečnatý obsahující krystaly připravené způsobem podle vynálezu za použití roztoku chloridu hořečnatého;

obr.

ukazující způsobem hořečnatého znázorňuje naskenovaný hydroxid hořečnatý obsahující podle vynálezu za použití elektronový krystaly roztoku mikrograf připravené dusičnanu

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Hydroxid hořečnatý se vysrážei z roztoku dusičnanu obsahujícího 35 g/l Mg, 0,9 g/l Ca, 1,5 mg/l Ni, < 1 mg/l Fe a < 1 mg/l Mn. Srážení se provádělo vsádkovitě v 5 litrové SS nádobě s deflektorem. K míchání se použila 6-listá turbína poháněná nahoře umístěným míchacím motorem. Teplota se regulovala pomocí varné plotýnky. Provozní podmínky byly následující:

koncentrace NH₄OH : přidaný NH₄OH konečné pH čas přidávání NH₄OH :

celkový čas teplota :

% hm/hm

1,8 x stechiometrické množství 9,5 minut minut

30°C

Suspenze získaná srážením se následně teplovodně zpracovala v autoklávu při teplotě 180°C, přičemž doba zpracování byla 4 hodiny. Hydroxid hořečnatý z autoklávu se následně přefiltroval a promyl. 91,1% hořčíku obsaženého v počátečním roztoku se izolovalo jako hydroxid hořečnatý. Vedlejší produkt, kterým byl matečný louh dusičnanu amonného, obsahoval 15 hm.% dusičnanu amonného, 1,3 % dusičnanu hořečnatého a 0,6 % dusičnanu vápenatého.

Mokrý filtrační koláč se opět suspendoval ve vodě za vzniku suspenze obsahující 10% sušiny.Tato suspenze se ohřála na teplotu 60 až 65°C a do takto ohřáté suspenze se přidalo 2,5 % hm/hm (vztaženo na hydroxid hořečnatý) stearové kyseliny a stechiometrické množství 30% NH₄OH. Suspenze se míchala při teplotě 60 až 65Ό po dobu 0,5 hodiny. Potažený materiál se následně přefiltroval, promyl vodou a sušil při teplotě 110°C po dobu 12 hodin. Suchý prášek měl následující fyzikální vlastnosti:

BET specifická povrchová plocha střední velikost částic olejová adsorpce (lněný olej)

2.9 m²/g

1.9 mikrometru 50% hm/hm

Stearátem potažený hydroxid hořečnatý se sloučil v míchacím i , dvouválci s polymerním ethylenvinylacetátem (EVA) při zatížení 60% hm/hm. Fyzikální vlastnosti stanovené u vzorků vyřezávaných z vylisovaných fólií byly následující:

pevnost v tahu protaženi při přetržení mezní kyslíkový index

7,8 MPa 688%

50% hm/hm

Příklad 2

Hydroxid hořečnatý se vysrážel z roztoku dusičnanu obsahujícího 82,5 g/l Mg, 2 g/l Ca, < 1 mg/l Ni, < 1 mg/l Fe, < 1 mg/l Cu a < 1 mg/l Mn. Srážení se provádělo vsádkovitě v 50 litrovém autoklávu. K míchání se použila 6-listá turbína poháněná nahoře umístěným míchacím motorem. Teplota se regulovala pomocí páry. Provozní podmínky byly následující:

koncentrace NH₄OH : přidaný NH₄OH : konečné pH čas přidávání NH₄OH : teplota :

% hm/hm

1,8 x stechiometrické množství

9.5

18.5 minut

30°C

Po přidání celkového množství NH₄OH se primární suspenze hydroxidu sodného zahřála na cílovou teplotu 185°C a teplovodně zpracovala v autoklávu, přičemž toto zpracování trvalo 2 hodiny. Produkt z autoklávu se převedl do přijímací nádoby, přefiltroval a několikrát opakovaně rozpustil v deionizované vodě. 95% hořčíku obsaženého v počátečním roztoku se izolovalo jako hydroxid hořečnatý. Vedlejší produkt, kterým byl matečný louh dusičnanu amonného, obsahoval 25 hm.% dusičnanu amonného, 1,2 % dusičnanu hořečnatého a 0,4 % dusičnanu vápenatého a < 5 % volného amoniaku.

Mokrý filtrační koláč se opět suspendoval ve vodě za vzniku suspenze obsahující 10% sušiny. Suspenze se ohřála na 60 až 70°C a do takto ohřáté suspenze se přidalo 2,5 % hm/hm (vztaženo na hydroxid hořečnatý) stearové kyseliny a nadbytečné množství (2 x stechiometrické množství vztaženo na stearát amonný) 30% NH₄OH. Suspenze se míchala při teplotě 60 až 70°C po dobu 0,5 hodiny. Potažený materiál se následně přefiltroval, promyl vodou a sušil při teplotě 110°C po dobu 24 hodin. Suchý prášek měl následující fyzikální vlastnosti:

5,5 m²/g 1,4 mikrometru 47 ml/100 g

Stearátem potažený hydroxid hořečnatý se sloučil v míchacím dvouválci s polymerním ethylenvinylacetátem (EVA) při zatížení 60% hm/hm. Fyzikální vlastnosti stanovené u vzorků vyřezávaných z vylisovaných fólií byly následující:

pevnost v tahu protažení při přetržení mezní kyslíkový index

6,3 MPa 349%

50% hm/hm

Příklad 3

oxid hořečnatý získaný z magnesitu Kunwarara při 1000’C se louhoval ; po částech ve skleněné kádince. Míchání se dosáhlo pomocí vrtule poháněné nahoře umístěným motorkem. Teplota se regulovala pomocí varné plotýnky. Provozní podmínky byly následující:

velikost oxidu křemičitého louhovací roztok louhovací teplota doba louhování minus 425 μπ 28% hm/hm NH₄NÓ₃85’C

7,5 hodiny

Při louhování se extrahovalo 97,7% hořčíku obsaženého ve výchozí surovině. Louhovací matečný louh obsahoval 48,5 g/l Mg, 2,6 g/l Ca a <1 mg/l Fe, Mn a Ni.

Před srážením hydroxidu hořečnatého se výše zmíněný louhovací roztok naředil destilovanou vodou tak, aby byla výsledná koncentrace hořčíku v roztoku 35 g/l . Srážení se provádělo vsádkovitě v 5 litrové SS nádobě s deflektorem. K míchání se použila 6-listá turbína poháněná nahoře umístěným míchacím motorem. Teplota se regulovala podmínky byly následující:

koncentrace NH₄OH přidaný NH₄OH konečné pH čas přidávání NH₄OH : celkový čas :

teplota pomocí varné plotýnky. Provozní % hm/hm

1,8 x stechiometrické množství 9,1 minut minut

30°C

“· ¹	—w JM		- ·	- -w.
1/3 i				o
		LO		X
00 :	o	cn		w >	H*
			Q	o	O
• ·				i	«·
i	o o		a	oo >-	Z H-
1/3 : Ό			o	s <o a: a.	OO < >

rí' b v w <r

Suspenze získaná srážením se následně teplovodně zpracovala v autoklávu při teplotě 180’C, přičemž doba zpracování byla 4 hodiny. Hydroxid hořečnatý z autoklávu se následně přefiltroval, promyl a sušil při teplotě 110°C po dobu 12 hodin.

85,6% hořčíku obsaženého ve výchozím roztoku se izolovalo jako hydroxid hořečnatý. Suchý prášek měl následující fyzikální vlastnosti:

5,0 m²/g 2 mikrometru 60 ml/100g

Příklad 4

Hydroxid hořečnatý se vysrážel z roztoku chloridu hořečnatého obsahujícího 81,5 g/l Mg, 0,05 g/l Ca, 1,7 mg/l Ni a <1 mg/l Fe a Mn. Vsádkové vysrážení se provádělo za použití stejného zařízení jaké bylo použito v příkladu 1 a 3. Provozní podmínky byly následující:

koncentrace NH₄OH : přidaný NH₄OH :

čas přidávání NH₄OH : teplota při srážení :

% hm/hm

1,8 x stechiometrické množství minut

25°C

Po přidání celkového množství NH₄OH se primární suspenze hydroxidu sodného převedla do autoklávu, zahřála na cílovou teplotu 185°C a teplovodně zpracovala, přičemž toto zpracování trvalo 2 hodiny. Produkt z autoklávu se přefiltroval a několikrát opakovaně rozpustil v deionizované vodě.

Mokrý filtrační koláč se opět suspendoval ve vodě za vzniku suspenze obsahující 10% sušiny. Suspenze se ohřála na 60°C a do takto ohřáté suspenze se přidalo 2,5 % hm/hm (vztaženo na hydroxid hořečnatý) stearové kyseliny a stechiometrické množství 30% NH₄OH. Suspenze se míchala při teplotě 60°C po dobu 0,5 hodiny. Potažený materiál se následně přefiltroval a sušší při teplotě 110*C po dobu 72 hodin. Suchý prášek měl následující fyzikální vlastnosti: \

BET specifická povrchová plocha 1,9m²/g střední velikost částic : 2,7 mikrometru olejová adsorpce (lněný olej) : 41 mi/100g

pevnost v tahu 8,2 MPa protaženi při přetržení : 721%

Konečně je třeba uvést, že lze provést i další modifikace a/nebo alternace,aniž by se přitom šlo nad rámec vynálezu.

· *·.*-' ^-•fc-rfÍ*·-··3.· ι^τ , »,.^r »y«» . _·_ .

?/ £17 - 46

Anotace

Název vynálezu: Způsob přípravy hydroxidu hořečnatého '-d ! j

Ar slOln/f

Způsob přípravy hydroxidu—hořečnatého........-majícího— ‘kvalitu retardéru hoření zahrnuje poskytnutí roztokujToX&Gfrart^soli a zdroje amoniaku; přidání stechiom^Weky^nadbytečného množství amoniaku do uvedfi^é+rcrroztoku hořečnaté soli za vzniku sraženiny hydrxix+dxr^ hořečnatého; a podrobení uvedeného hydroxidu hořočnatóho—to plevo d n í r-e-kry sta I izac i.

./,·_Μ -----------yj ,p

A&& j /Li~^ /(L7lj7& 7^

'7 /'.A&Áji Jt-ují.- /Hu· ζ,νΎό'ZizV hůÁz/ /itCf

'W . J,U3.'NiSVr> , 0 n 3 Λ 0 i S Λ W Q e avy c

I , 9 δ ΙΙΛ 8 , . Q1S0G

I g s H S •(•O ?/ 2137 ' %

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY iiad

I JA13INíSV1A „ OHSAfllSAWOad í ova O

Γ i s 6 .IJA β l οι§οα

1. Způsob přípravy hydroxidu hořečnatého majícíhp g l§v&!Rig 0 retardéru hoření, vyznač en ý t í m , že zahrnuje poskytnutí -materiálu obsahujícího oxid hořečnatý, amonnou sůl a zdroj amoniaku;

louhování materiálu obsahujícího oxid hořečnatý amonnou solí za vzniku roztoku hořečnaté soli;

přidání stechiometricky přebytečného množství amoniaku do roztoku hořečnaté soli za vzniku sraženiny hydroxidu hořečnatého; a vystavení hydroxidu hořečnatého teplovodní rekrystalizací.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím , že uvedenou amonnou solí je dusičnan amonný (NH₄NO₃) nebo chlorid amonný (NH₄CI).
3. Způsob podle nároku 2, v y z n a č e n ý tím , že se alespoň část dusičnanu nebo chloridu amonného vzniklého jako vedlejší produkt recykluje do louhovacího kroku.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím , že louhovací krok se provádí při teplotě přibližně 60°C až 120°C a napomáhá mu vstřikováni páry.
5. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím , že v uvedeném srážecím kroku je amoniak přítomen v rozmezí přibližně 150% až 250% stechiometrického množství a srážecí krok se provádí pří teplotě nižší než přibližně 80°C.
6. Způsob podle nároku 5, v y z n a č e n ý t í m , že teplovodní rekrystalizační krok se provádí při teplotách přibližně 130°C až 195°C nebo vyšších a trvá přibližně od 30 minut do 6 hodin.
7. Způsob přípravy hydroxidu hořečnatého majícího kvalitu retardéru hoření vyznačený tím , že zahrnuje poskytnutí roztoku chloridu hořečnatého a zdroje amoniaku;

přidání stechiometricky nadbytečného množství amoniaku do uvedeného roztoku za vzniku sraženiny hydroxidu hořečnatého; a podrobení uvedeného hydroxidu hořečnatého teplovodní rekrystalizaci.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím , že roztok chloridu hořečnatého obsahuje přibližně 20 až 120 g/l hořčíku.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím , že v uvedeném srážecím kroku je amoniak přítomen v rozmezí přibližně 150% až 250% stechiometrického množství a srážecí krok se provádí při teplotě nižší než přibližně 80°C.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačený t I ra , že i

teplovodní rekrystalizační krok se provádí při teplotách přibližně 130°C až 195°C nebo vyšších a trvá přibližně od 30 minut do 6 hodin.
11. Způsob podle nároku 7, vyznačený t í m , že zahrnuje předběžný krok představující poskytnutí materiálu obsahujícího hořčík a zdroj kyseliny chlorovodíkové; a zpracování materiálu obsahujícího hořčík pomocí uvedené kyseliny za vzniku chloridu hořečnatého (MgCI₂).
12. Způsob podle nároku 11,vyznačený tím , že uvedená kyselina chlorovodíková je přítomna ve formě vodného roztoku obsahujícího přibližně 20 až 35 hm% kyseliny chlorovodíkové.
13. Způsob podle nároku 11, vyznačené tím, že materiálem obsahujícím hořčík je magnesitová ruda nebo materiál získaný jako vedlejší produkt obsahující hydroxid hořečnatý a/nebo oxid hořečnatý (MgO) nebo jejich směs.
14. Způsob přípravy hydroxidu hořečnatého majícího kvalitu retardéru hořeni vyznačený tím , že zahrnuje poskytnutí relativně čistého roztoku hořečnaté soli a .H:43L zdroje amoniaku;

přidání stechiometricky nadbytečného množství amoniaku do uvedeného relativně čistého roztoku hořečnaté soli za vzniku sraženiny hydroxidu hořečnatého; a podrobení uvedeného hydroxidu hořečnatého teplovodní rekrystaiizaci.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím ,že uvedený způsob dále zahrnuje předběžný čistící krok, do něhož spadá poskytnutí roztoku hořečnaté soli, zdroje báze a zdroje oxidačního činidla;

přidání zdroje zásady do roztoku hořečnaté soli za účelem zvýšení jeho pH hodnoty;

zpracování roztoku hořečnaté soli za použití zdroje oxidačního činidla, čímž se dosáhne zoxidování příměsí přítomných v roztoku ve stopových množstvích; a odstranění zoxidovaných příměsí přítomných ve stopových množstvích ve formě jejich nerozpustných hydroxidu za vzniku relativně čistého roztoku hořečnaté soli.
16. Způsob podle nároku 15, v y z n a č e n ý tím , že zdrojem zásady je hydroxid amonný nebo oxid hořečnatý a hodnota pH vzroste přibližně na pH 4 až 7.
17. Způsob podle nároku uvedeným oxidačním činidlem je .vyznačený tím , že eroxid vodíku nebo, v případě, že

P roztok hořečnaté soli obsahuje , chlorid hořečnatý, je oxidačním

I činidlem chlor; a příměsi přítomné ve stopovém množství se odstraní ve formě jejich nerozpustných hydroxidů filtrací.
18. Způsob podle nároku 14, v y z n a č e n ý t í m , že uvedeným roztokem hořečnaté soli je roztok dusičnanu hořečnatého.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačený tím , že roztok dusičnanu hořečnatého obsahuje přibližně 20 až 95 g/l hořčíku.
20. Způsob podle nároku 14, vyznačený tím , že v uvedeném srážecím kroku je amoniak přítomen v rozmezí přibližně 150% až 250% stechiometrického množství a srážecí krok se provádí při teplotě nižší než přibližně 80’C.
21. Způsob podle nároku 20, vyznačený tím , že teplovodní rekrystalizační krok se provádí při teplotách přibližně 130°C až 195°C nebo vyšších a trvá přibližně od 30 minut do 6 hodin.
22. Způsob podle nároku 14 vyznačený tím , že zahrnuje poskytnutí materiálu obsahujícího hořčík a zdroje anorganické kyseliny; a

I zpracování materiálu obsahujícího hořčík pomocí kyseliny za vzniku hořečnaté soli.
23. Způsob podle nároku 22, vyznač e n ý t í m , že uvedenou anorganickou kyselinou je kyselina dusičná nebo kyselina chlorovodíková.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačený tím ,že uvedená kyselina dusičná je poskytnuta ve formě vodného roztoku obsahujícího přibližně 20 až 50 hm.% kyseliny dusičné a vzniklou horečnatou solí je dusičnan hořečnatý (Mg(NO₃)₂),
25. Způsob podle nároku 23, vyznačený tím , že uvedená kyselina chlorovodíková je poskytnuta ve formě vodného roztoku obsahujícího přibližně 20 až 35 hm.% kyseliny chlorovodíkové a takto vzniklou hořečnatou solí je chlorid hořečnatý (MgCI₂).
26. Způsob podle nároku 22, vyznačený tím , že materiálem obsahujícím hořčík je magnesitová ruda nebo materiál obsahující hydroxid hořečnatý vznikající jako vedlejší produkt a/nebo oxid hořečnatý (MgO) nebo jejich směs.
27. hydroxid hořečnatý mající kvalitu retardéru hoření vyznáI č e n ý tím , že se připraví způsobem podle některého z předcházejících nároků.
28. Hydroxid hořečnatý podle nároku 27, v y z n a č e n ý t í m , že má

BET povrchovou plochu menší než přibližně 8 m²/g (nepotaženou), průměrnou velikost částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometrů a méně než přibližně 0,5% částic je větších než 10 mikrometrů (průměrná velikost části měřená laserovou rozptylovou metodou).
29. Hydroxid hořečnatý podle nároku 28, vyznačený tím , že obsahuje hexagonální krystaly nebo krystaly mající obecně oválný průřez s nízkou BET specifickou povrchovou plochou menší než přibližně 7 m²/g, střední velikostí částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometru a olejovou absorpcí nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podle mezinárodní standardní směrnice ISO 787/5-1980(E)).
30. Potažený produkt hydroxidu hořečnatého vyznačený ťí m , že zahrnuje hydroxid hořečnatý majíc! kvalitu retardéru hoření a obsahující hexagonální krystaly nebo krystaly mající obecně oválný průřez s nízkou BET specifickou povrchovou plochou menší než přibližně 7 m²/g, střední velikostí částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometru a olejovou absorpcí nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podle mezinárodni standardní směrnice ISO 787/51980(E));a aniontové povrchově aktivní činidlo zvolené ze skupiny zahrnující kyselinu stearovou, kyselinu olejovou, kyselinu laurová, kyselina palmitová, stearát sodný, behenát draselný, montanát sodný, stearát draselný, oleát sodný, oleát draselný, palmitát sodný, palmitát draselný, laurát sodný, laurát draselný, dilaurylbenzensuifonát sodný, oktadecylsulfát draselný, laurylsulfonát sodný, 2-sulfoethyl-cc-sulfostearát sodný a amonné soli mastných kyselin, a jejich směsi, jimiž je hydroxid hořečnatý potažen.
31. Polymerní kompozice .vyznačená tím, že zahrnuje termoplastický polymer; a hydroxid hořečnatý mající kvalitu retardéru hoření a obsahující hexagonální krystaly nebo krystaly mající obecně oválný průřez s nízkou BET specifickou povrchovou plochou menší než přibližně 7 m²/g, střední velikostí částic přibližně 0,5 až 5,0 mikrometru a olejovou absorpcí nižší než přibližně 60 ml/100 g (olejová absorpce měřená podle mezinárodní standardní směrnice ISO 787/51980(E)).
32. Polymerní kompozice podle nároku 31, vyznačená tím , že se uvedený termoplastický polymer zvolí ze skupiny zahrnující homopoiymery nebo kopolymery styrenu, homopolymery nebo kopolymery propylenu, homopolymery nebo kopolymery olefinů zahrnujících ethylen, vinylové pryskyřice, polyesterové pryskyřice, polykarbonátové pryskyřice, nylonové pryskyřice, acetátové pryskyřice, acetálové pryskyřice a jejich směsí.
33. Polymerní kompozice podle nároku 32, vyznačená tím , že uvedeným termoplastickým polymerem je ethylenvinylacetátový kopolymer, uvedená polymerní pryskyřice vykazuje hodnotu protaženi při přetržení vyšší než přibližně 200% a mezní kyslíkové číslo větší než přibližně 35% obj./obj.