[发明专利]一种用水氯镁石热解制备碱式氯化镁和氧化镁的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及镁化合物技术领域，具体地说，是一种用水氯镁石热解制备碱式氯化镁和氧化镁的方法。

【背景技术】

氧化镁是一种重要的无机化工产品，用途非常广泛，主要用于制备耐火材料，其次也用于纸浆、提铀、建筑材料、动物食科、肥料、橡胶、塑料和粘合剂等。氧化镁主要有三大来源：含镁的矿石(菱镁矿和白云石等)，卤水，海水。氧化镁系列产品包括轻质氧化镁、活性氧化镁、重质氧化镁、电工级氧化镁、硅钢级氧化镁、医药用氧化镁、高纯氧化镁等。

碱式氯化镁(Mg_x(OH)_yCl_z·mH₂O，2x-y-z＝0，0≤m≤6)是一种优良的阻燃剂和填充剂，也是制备一维氧化镁和氢氧化镁的前驱体；MgOHCl和HCl可直接反应生成无水氯化镁。目前制备碱式氯化镁采取的方法有在400℃下煅烧水氯镁石以及用氯化镁和氢氧化钙或氨水合成等方法。

目前制备氧化镁主要有以下方法：

一、固体矿煅烧法

(1)菱镁矿煅烧法——我国菱镁矿储量大，该法工艺简单，成本低，但得到的氧化镁纯度低，一般低于95％，很难达到99％，而且会产生大量的二氧化碳，污染环境；

(2)碳化法是将菱镁矿等固体矿煅烧成粉末，通入二氧化碳和水，加热生成碳酸氢镁，然后灼烧得到氧化镁；该法成本低，但工艺流程长，设备投资大，得到的氧化镁纯度低；

二、卤水或水氯镁石直接热解法

直接热解法是将含水氯化镁直接在空气(或热气流)中加热，该法工艺流程简单，不需消耗任何辅助原料，生产成本低，易实现镁的高值化和产业化；现行方法主要为喷雾法和沸腾炉法：

(1)喷雾热解法

将卤水直接喷入热解炉，煅烧后得粗氧化镁，多次水洗除去未完全分解的氯化物，粗氧化镁完全水化生成Mg(OH)₂，煅烧至轻质氧化镁，再重烧得高纯镁砂，纯度达99％以上；此工艺流程简单，热解时间短，生产成本低，但回收率比较低，氯化氢尾气腐蚀性强，对设备要求高，粉尘捕集、HCl的吸收和浓缩难度大，对环境造成污染；

(2)沸腾炉热解法

将原料经沸腾炉脱水，热解和焙烧，产品由出料管自动溢入集料缶储存，沸腾炉炉体散热较大，要采用适当的隔热保温措施，才能降低散热，提高炉子的有效热利用率；

三、沉淀法

沉淀法是在卤水或水氯镁石的溶液中加入沉淀剂，如石灰、纯碱、氨水等，得到的沉淀经煅烧后得镁砂产品：

(1)卤水纯碱法——用苦卤或其它氯化镁溶液和碳酸钠在50℃下生成MgCO₃·3H₂O，将沉淀过滤、洗涤、干燥得重质碳酸镁；将重质碳酸镁加水，通蒸汽煮沸即可热解成碱式碳酸镁；碱式碳酸镁经过滤、干燥、粉碎、分级得轻质碳酸镁；轻质碳酸镁在700～900℃下煅烧，再经粉碎、分级、包装可得轻质氧化镁，卤水用双氧水或次氯酸钠预处理，除去铁、锰等杂质，可提高产品质量，卤水是一种经济易得的原料，但纯碱成本高；

(2)卤水碳化法——卤水和精制石灰乳在中和釜中生成Mg(OH)₂，将Mg(OH)₂沉淀过滤洗涤加水调整后，送至碳化塔，用石灰窑气对其进行碳化得碳酸氢镁溶液，过滤除杂后直接蒸汽热解得氧化镁；

(3)卤水碳铵法——以卤水为原料，利用小氮肥厂的碳铵或碳化氨水代替纯碱生产轻质氧化镁，卤水经预处理后和碳铵进行复分解反应生成碳酸镁沉淀，沉淀洗涤后，干燥煅烧得轻质氧化镁，过滤碳酸镁的母液中有少量的氯化钠和大量的氯化铵，经过滤后可分离出氯化钠，冷却后结晶回收氯化铵；

(4)石灰法——原料便宜，成本低，若副产品得到充分利用，成本还可以降低，但该法生产流程长，生产过程中氢氧化镁过滤性能差、能耗高、对石灰活性要求高，适于处理低浓度卤水；

(5)氨法——基本原理与石灰法相同，选用氨水作为沉淀剂，该法优点是生成的Mg(OH)₂结晶度高、沉降速度快、易于过滤和洗涤，且杂质容易控制，有利于提高产品质量；但收率偏低、氨的回收利用率和环保问题突出是该方法的关键问题，其中可以将生产过程中副产的NH₄Cl，再合成铵光卤石，脱氨获得无水氯化镁电解制镁。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用水氯镁石热解制备碱式氯化镁和氧化镁的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：