[发明专利]一种制备纳米MgO的方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体而言，涉及一种制备纳米MgO的方法。

背景技术

我国拥有丰富的镁资源，也是镁盐产品的生产大国和消费大国。据有关资料不完全统计，我国重烧镁砂的生产规模和消费量分别约是250万吨/年和100万吨/年，轻烧镁砂的生产规模和消费量分别约是100万吨/年和60万吨/年，耐火级镁砂的生产规模和消费量分别约是150万吨/年和140万吨/年。这些普通镁砂主要来自于煅烧菱镁矿，而高纯镁砂缺口巨大。有关资料表明，国内高纯MgO市场需求量约10万吨/年，而产量约1.0万吨/年；轻质MgO的价格0.7~0.8万元/吨，医药级MgO高达3.8万元/吨。2013年我国镁盐进出口海关数据显示，菱镁矿煅烧生产的MgO出口量84.6万吨和出口均价150美元/吨，而进口量约0.4万吨和进口价格1190美元/吨；合成法MgO出口量573吨和出口均价3310美元/吨，而进口量7135吨和进口价格3900美元/吨。这无疑暴露出镁盐行业长期存在“一等资源、二等加工和三等价格”的弊端，氧化镁生产是以牺牲矿产资源和生态环境来获取经济价值，高性能、高附加值和超细化的高纯氧化镁主要依赖于进口。

而现有技术主要通过菱镁矿和白云石煅烧生产MgO，或者利用镁盐与石灰乳反应生成Mg(OH)₂，再经高温焙烧处理得到MgO，但其不仅存在工艺复杂，成本高，氧化镁产品的产率和品位均比较低的问题，而且还会产生大量废渣和污染物。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种制备纳米MgO的方法，以提高氧化镁产品的产率及品位，减少废渣及污染物的排放，而且相对于现有的制备方法，其操作简单。

本发明所采用的技术方案为：

一种制备纳米MgO的方法，包括以下步骤：

A.有机乳液制备：将碳原子数为20~100的长链有机物和表面活性剂加入到蒸馏水和乙醇的混合溶液中进行搅拌乳化，制备得到有机乳液；

B.复合物的制备：在步骤A得到的所述有机乳液中，同时加入碳酸钠溶液和镁盐溶液，并使反应体系的pH值维持在5.0~11.0，然后在搅拌条件下反应至完全，得悬乳液；所述悬乳液经过滤、洗涤分别得到滤液和滤饼，所述滤饼经干燥后得到由碱式碳酸镁/有机物组成的复合物；

C.复合物的焙烧：将步骤B得到的所述复合物经过焙烧处理后得到纳米氧化镁和CO₂气体。

上述制备纳米MgO的方法，其包括有机乳液制备步骤、复合物的制备步骤和焙烧步骤，使其相对于现有的制备方法，操作简单，提高了纳米MgO产品的产率和品位，而且避免了因直接煅烧菱镁矿和白云石，或者石灰石等沉淀剂的使用而导致废渣及污染物对环境的污染，降低了生产成本。

进一步，所述长链有机物与所述表面活性剂的质量比为100:5~30；所述混合溶液中的所述蒸馏水与所述乙醇的体积比为100:1~50。

优选地，所述长链有机物与所述表面活性剂的质量比为100:20；所述混合溶液中的所述蒸馏水与所述乙醇的体积比为100:25。

进一步，所述长链有机物选自石蜡、硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、石蜡微晶和聚乙二醇；所述表面活性剂选用聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、丙三醇、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮。

进一步，步骤C包括尾气处理步骤：将得到的所述CO₂气体通入NaOH溶液中，经吸收后制备成步骤B所需的碳酸钠溶液，并返回步骤B进行回收利用。

为了是该制备方法对环境更加友好，优选地，步骤C包括尾气处理步骤，通过尾气处理步骤将焙烧所产生的CO₂气体通入到NaOH溶液中，使CO₂气体与NaOH溶液反应生产碳酸钠溶液，从而避免了CO₂气体的排放；同时，碳酸钠溶液还可以返回步骤B中用于复合物的制备，从而有利于资源的回收利用。

进一步，步骤B中的所述碳酸钠溶液与所述镁盐溶液的体积相等，浓度比为0.5~2.5:1；所述碳酸钠溶液的物质量浓度为0.1~1.0mol/L。

优选地，步骤B中的所述碳酸钠溶液与所述镁盐溶液的浓度比为1:1；所述碳酸钠溶液的物质量浓度为0.5mol/L。

进一步，步骤B中所述的镁盐溶液为MgCl₂溶液；步骤B包括滤液处理步骤：将所述滤液进行浓缩、干燥处理后得到工业级NaCl。