[发明专利]一种利用镁卤晶制取高纯氯化镁的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机盐提纯技术领域，具体涉及一种利用卤晶制取超高纯无水氯化镁的方法。

背景技术

作为一种轻质有色金属材料，镁的应用领域非常广泛。现阶段生产金属镁的方法主要有热还原法和电解法。其中，热还原法炼镁能耗高，工艺落后，生产条件差；而电解法炼镁工艺先进，能耗较低，是一种极具发展前景的炼镁方法。电解法炼镁的关键是需预先制备高纯无水氯化镁，同时尽可能降低氧化镁的含量。电解炼镁过程中，氧化镁的存在会腐蚀电极，降低电解过程中的电流效率，从而使生产成本明显提高。因此，如何充分利用我国青海盐湖蕴藏着的丰富镁资源，制取高纯度无水氯化镁以作为电解金属镁的原料，一直是镁工业领域的一个研究热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用卤晶制取超高纯无水氯化镁的方法。由该方法制得的无水氯化镁的纯度可达到99.9%以上，氧化镁的含量≤ 0.03% 。

具体来说，一种利用卤晶制取超高纯无水氯化镁的方法，包括如下步骤：

（1）将卤晶溶于水中，过滤除去不溶性杂质，得到MgCl₂溶液；

（2）利用MgCl₂溶液制备铵光卤石MgCl₂·NH₄Cl·6H₂O，随后经部分脱水制得低水合铵光卤石MgCl₂·NH₄Cl·nH₂O（n ≤ 1.0）；

（3）将低水合铵光卤石溶解在甲醇中，并在含有环六亚甲基四胺且氨饱和的甲醇溶液体系中反应，得到六氨合氯化镁MgCl₂·6NH₃；

（4）在无H₂O环境下，将MgCl₂·6NH₃于550-750℃煅烧0.5-1小时，得到纯度99.9%以上的超高纯无水氯化镁，其中氧化镁的含量≤ 0.03% 。

上述方法中，作为原料的卤晶是未经完全提纯的六水合氯化镁，可自青海镁业等公司商购获得。

步骤（2）中以MgCl₂溶液制取低水合铵光卤石的工艺对本领域技术人员而言是已知的现有技术。例如，公开号为CN1689973A和CN101555028A的中国专利申请中都公开了类似的制备过程，在此将其全文引入以作为参考。示例性地，本发明中可采用如下流程：首先，在MgCl₂溶液中以MgCl₂: NH₄Cl 摩尔比为1: 1.1-1.3的比例加入NH₄Cl，搅拌溶解并调节溶液pH值至5.5-6.5；在保持搅拌的条件下，将溶液加热蒸发结晶1-2小时，然后置于冰水浴中冷却结晶4-6小时，过滤并干燥，得到铵光卤石MgCl₂·NH₄Cl·6H₂O；接着，将铵光卤石在140-160℃下加热3-5小时，得到低水合铵光卤石MgCl₂·NH₄Cl·nH₂O（n ≤ 1.0）。

优选地，步骤（3）具体可采用如下所示的实施过程：

（a）将低水合铵光卤石溶解于甲醇中，配制成饱和溶液，备用；

（b）在反应器中配制环六亚甲基四胺浓度为0.05-0.1 mol/L的甲醇溶液，持续通入氨气以确保溶液处于氨饱和状态；

（c）室温下，将步骤（a）的备用溶液滴加到步骤（b）的溶液体系中，保持搅拌并持续通入氨气，反应结束后，在避免空气接触的情况下过滤、清洗并干燥，得到六氨合氯化镁MgCl₂·6NH₃。

任选地，在步骤（b）的甲醇溶液中还可预先溶解一定量的氯化铵。

步骤（4）优选在惰性气氛下进行，煅烧温度优选为600-650℃。

相比于现有同类技术，本发明最大的改进之处在于：在由低水合铵光卤石制备MgCl₂·6NH₃的反应体系中引入了环六亚甲基四胺。研究人员发现，环六亚甲基四胺的加入极其有助于抑制MgCl₂的水解，进而避免最终产物中MgO的形成。由本发明的方法制得的无水氯化镁的纯度达到了99.9%以上，氧化镁的含量 ≤ 0.03% 。

具体实施方式