[发明专利]一种无水氯化镁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁化合物的制备方法，尤其涉及一种无水氯化镁的制备方法。

背景技术

镁是最轻的结构金属材料之一，具有比强度和比刚度高、阻尼性和切削性好、易于回收等优点，广泛用于汽车制造、电子产品、航天工业和军事领域等。电解法制备金属镁是当前发展较快的工艺，其主要原料为无水氯化镁。氯化镁高水合物来源广泛、价格低廉，通过脱水制得无水氯化镁将是一种理想原料。以六水氯化镁为例，其制备无水氯化镁的脱水过程如下：

MgCl₂·6H₂O＝MgCl₂·4H₂O+2H₂O↑

MgCl₂·4H₂O＝MgCl₂·2H₂O+2H₂O↑

MgCl₂·2H₂O＝MgCl₂·H₂O+H₂O↑

MgCl₂·H₂O＝MgCl₂+H₂O↑

其中脱水过程在六水氯化镁的低水合物时易发生水解反应：

MgCl₂·H₂O＝Mg(OH)Cl+HCl↑

Mg(OH)Cl＝MgO+HCl↑

由六水氯化镁脱水的热分解机理可知，MgC1₂·6H₂O脱至低水较容易，在热空气中就可以达到目的；但低水合氯化镁脱水较困难，脱水时部分会发生水解。由于水解反应生成了氧化镁，产品无法满足电解炼镁的生产要求。如何抑制脱水过程中水解反应的发生是提高无水氯化镁纯度的关键。

目前六水氯化镁脱水制备无水氯化镁的生产工艺研究主要包括以下几个方向：

保护加热脱水法，即在氯气或氯化氢气体保护下脱水。专利CN1234608C、CN102275960B主要采用的该种方法。在一定的温度下，维持加热体系内氯气或氯化氢的浓度，从而将高温时水解反应降低到最低。HCl保护气氛下脱水工艺由于环境污染小，生产过程控制自动化程度高，故为相对较先进的脱水方法。在保护气体环境下脱水能一定程度的抑制水解反应的发生，但是在工业生产中，此种 工艺具有一定的局限性,脱水过程中需要很高的温度、能耗较大，而且高温下设备腐蚀严重，部分HC1气体和水蒸汽凝结在MgC1₂产品上，影响产品品质。

复盐法，先将水合氯化镁与氯化钾、氯化铵等反应制成复盐结构的钾光卤石KCl·MgC1₂·6H₂O、铵光卤石NH₄CI·MgC1₂·6H₂O。专利CN1326773C、CN1156398C、CN102491384B、CN 102491383B主要采用该法。由于光卤石中氯化镁的活性明显地比水合氯化镁中氯化镁的活性小，脱水过程中水解作用明显减少，从而提高了无水氯化镁的质量。光卤石的脱水分步进行，随着温度的升高，光卤石中的水不断失去，并最后得无水氯化镁。由于复盐结构的作用，使每步脱水过程中平衡蒸汽分压远大于六水氯化镁的平衡蒸汽分压值，使脱水较易进行而不发生水解反应。此法在回收氯化铵时部分氯化分解或水解生成腐蚀性的氯化氢，NH₄CI粉尘的捕集、游离NH₃的回收，提高NH₄CI回收率等方面还存在大量问题需要完善。

取代法，即先用氨，醇等分子取代MgC1₂·6H₂O中的水分子，形成MgC1₂·6NH₃，然后再脱除取代分子从而制得无水氯化镁。专利CN1043215C、CN101462746B主要采用该法。该法为了除水需要加热氯化镁的醇溶液，氨、醇溶液都只能部分取代水，要完全取代需要水分子需要大量的醇，这不仅消耗大量的能量，同时加热过程中溶液会产生蜡状聚集，使氯化镁和醇的无法完全分离，由此可见上述方法实现工业化有很多困难。

针对现有技术的缺点不足，本专利提出利用一种采用六水氯化镁制备高纯无水氯化镁的工艺。

发明内容