[发明专利]一种利用白云石生产高纯氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用白云石生产高纯氧化镁的方法。

背景技术

高纯氧化镁在高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性，高纯MgO光 透过性好，导热性高，热膨胀系数大，在电子、光学、仪表、冶金、 国防、航空航天等领域有广泛的应用。目前国内外制备高纯氧化镁的 方法有海水石灰法和盐湖卤水法。海水石灰法首先要对海水和石灰进 行除杂净化处理，工艺复杂，投资大，生产成本高；盐湖卤水热解法 在生产过程中产生大量的氯化氢，腐蚀性大，回收利用较为困难。

白云石矿在我国蕴藏丰富，以白云石为原料采用碳化法制备氧化 镁所需设备少，工艺简单。碳化法基本生产工艺是将白云石适当粉碎， 然后高温煅烧，将得到的白云石灰水化后通入CO₂进行碳化，然后将 碳化后得到的碳酸氢镁溶液(重镁水)热解，制得碱式碳酸镁，再经 过高温煅烧得到氧化镁。按以上工艺流程制备的氧化镁一般纯度为 92-95％，达不到高纯氧化镁的要求，所含杂质包括钙、铁、锰等，其 中钙含量的控制相对较难，因为其性质与镁相近。控制氧化镁中钙含 量主要是控制碳化过程的反应条件。工业氧化镁优等品要求CaO含量 低于1％，而实际生产中CaO的含量可能达到2-3％，这些Ca来源于两个 方面：(1)工业生产中使用的水中含有可溶性的Ca²⁺(主要石碳酸氢 钙，对于水硬度大的地区含量更大)，这些钙进入重镁水中并在随后 的热分解中与碳酸氢镁同时分解沉淀出来；(2)在白云石灰水化悬 浊液中通入CO₂后，在生成重镁水的同时，也生成可溶性的碳酸氢钙， 随后在重镁水的热解中进入产品中，因此，过度通入CO₂会造成CaO含 量急剧升高，在碳化终点pH达到7.0时，CaO含量可能达到2％以上。基 于这个原因，一般工业生产中控制碳化终点pH在7.8左右，这样做虽 然能控制Ca含量达到合格，但是重镁水的浓度就比较低，降低了生产 率，使生产成本升高。本发明通过加入无机碱和水溶性高聚物来控制 产品中Ca含量，能将碳化终点pH降低到7.0而钙含量仍然保持很低的 水平，提高了重镁水的浓度和生产率，从而降低生产成本，得到的氧 化镁达到高纯氧化镁的标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用白云石生产高纯氧化镁的方法。

本发明是在白云石碳化反应中通过加入添加剂，控制杂质，特别 是钙的含量生产高纯氧化镁。将白云石在1000℃温度下煅烧后，粉碎 至60目，按白云石灰∶水(质量比)1∶5的比例加入水使白云石灰水化， 水化后的悬浊液陈化6小时以上，得到颗粒极细的悬浊液，悬浊液通 入碳化塔，同时在碳化塔中通入悬浊液体积2.5-4倍的水稀释，这种 水中含有无机碱和水溶性高分子，无机碱的用量为碳化液质量的 0.05-0.6％，水溶性高分子加入量为碳化液质量的0.01-0.2％；然后通 入CO₂进行碳化反应，碳化到pH7.0为终点，得到重镁水溶液，重镁水 经100℃下热解得到碱式碳酸镁，经烘干后在750-800℃下煅烧得到高 纯氧化镁。该氧化镁纯度达98.6％左右，钙含量小于0.2％。

上述技术方案中所述的无机碱为碱金属的氢氧化物，也可以是碳 酸盐，如NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃，它在两个阶段起作用：

(1)与水中的可溶性钙盐Ca(HCO₃)₂反应使Ca²⁺沉淀下来，从而降低 水中Ca²⁺浓度

Ca(HCO₃)₂+2OH^-＝＝CaCO₃↓+2H₂O       (1)

Ca(HCO₃)₂+CO₃^2-＝＝CaCO₃↓+2HCO₃^-    (2)

(2)在碳化阶段的后期防止CaCO₃反应生成可溶性的Ca(HCO₃)₂在碳化反应中存在如下几种反应：