[发明专利]高纯度氢氧化镁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氢氧化镁的制备，更具体地涉及通过酸和碱从白云石获得高纯度Mg(OH)₂的方法，其中该酸和碱在同一过程的内部循环中进行再生。

发明背景

对于制备氢氧化镁，已知的沉淀反应方法包括向含Mg++的溶液(包括海水)中加入碱例如碳酸钠、碳酸钾、氨水或石灰。在这些方法中，碱在氢氧化镁的洗涤和纯化步骤中会有损耗(Kirk-Othmer，Encyclopaedia of Chemical Technology，third Edition，vol 14，pp 629-631)。

美国专利US2,801，155(Kipper，1957)记载了由白云石制备氢氧化镁，其中白云石与硝酸反应并在后续步骤中额外混合白云石或氨气用于制备氢氧化镁(发生沉淀)和硝酸钙和/或硝酸铵。该方法的缺陷在于浸沥白云石中所用的酸或沉淀氢氧化镁中所用的碱是非再生的。

美国专利US4,937,056(Kirk等人，1990)记载了用SO₂溶液浸沥含碳酸盐、氢氧化物或氧化物的镁形式且杂质含量至少为5％的固体制备氢氧化镁的方法。该方法的缺陷在于，为了减少杂质，逐渐增加pH以选择性地沉淀这些杂质。pH增量为0.5单元，从而在操作该方法时有必要进行非常灵敏的控制。

美国专利US6,214,313(Berisko等人，2001)记载了由对可燃气体脱硫产生的物流制备氢氧化镁的方法，该方法的缺陷在于溶液中的亚硫酸镁必须首先通过加入过氧化氢转化成硫酸盐且然后使用氢氧化钠沉淀硫酸镁。

在常用来氢氧化镁的一些制备方法中，所用的原料是固体化合物，其在反应时生成杂质例如硫酸钙、碳酸盐、氢氧化物或氧化物，所有这些杂质会与产物一起沉淀以及被产物携带，从而生成低纯度产物。这些方法通常是高耗能的(需要高电能和高燃料消耗)以及所生成的氢氧化镁的纯度依赖于方法中所用的原料的纯度。

可以观察到，上述方法不能保证制备的氢氧化镁的纯度可用于所需的技术领域，例如在不必须使用高纯度原料的药品和食品的制备中。因此需要进行复杂的纯化操作，例如选择性溶出不需要的不溶物质。例如，在美国专利US5,626,825(Verri，1997)中记载了借由加入螯合剂的氢氧化镁的纯化方法，该螯合剂捕捉氢氧化镁浆料中所含的杂质，从而获得的纯度为至少98％。应该注意的是该方法意在纯化已生成的氢氧化镁产物。美国专利US4,693,872(Nakaya等人，1987)记载了一种制备高纯度氢氧化镁的方法，该方法开始于不纯的氢氧化镁，在第一步中，该不纯的氢氧化镁溶解于在后续步骤中再生氨得到的氯化钙物流中，并加入二氧化碳气体。该方法的缺陷在于需要处理两种气流以及需要密封设备。

由上述参考资料可以观察到，纯化方法通常作为制备低纯度氢氧化镁时的额外步骤进行以得到所需要的纯度。

制备氢氧化镁中的副产物或杂质的物化性能可以有利地用于其它的技术领域中例如水纯化中作为改善加工液体的质量的辅助过滤介质，这是因为它们阻留了重金属、混悬的颗粒和有机物质。令人意外的是，这些性能并不有利于氢氧化镁制备过程中的纯化。

发明目的

考虑到现有技术中存在未解决的问题，本发明的目的是提供用于获得高纯度氢氧化镁的新的方法。

本发明的另一目的是提供用于获得高纯度氢氧化镁的方法，其中产物的纯度不直接由原料的质量(quality)所决定。

本发明的另一目的是提供一种方法，在该方法中，在稳定操作中制备氢氧化镁所需的碱物流和酸物流是通过同一过程中的再生而制备的。

本发明的上述目的和其他目的根据以下描述和附图会是明显的，其中该描述和附图仅是说明性的，并不限制本发明的范围。

附图说明

图1示出了本发明方法流程的方框图。

发明内容

为了更好地理解以下描述，应当结合图1进行阅读，其中该图1为方法流程的方框图。

本发明用于获得氢氧化镁的方法的特征在于，原料(100)是固体物质，其可以是天然或合成的化合物或混合物，并且含有碳酸盐、氢氧化物或氧化物形式的镁。优选的材料是白云石(Dolomite)、碳酸钙镁石(Huntite)、水镁石(Brucite)、方镁石(Periclase)、煅烧白云石(Dolime)或菱镁矿(Magnesite)。

为了由本发明方法所用的原料实现最优化产率，应该使表面积尽可能大的材料暴露于反应物，例如使原料经受减少颗粒尺寸的工艺以增加表面积，从而可以增加镁的提取。