[发明专利]一种使用低品位菱镁矿制备氧化镁原料和低粒径氢氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用低品位菱镁矿制备氧化镁原料和低粒径氢氧化镁的方法。

背景技术

尽管我国的天然菱镁矿资源十分丰富，但经过几十年的开采，商品级的菱镁矿已越来越少，特别是高品位的菱镁矿在某些地区已不能满足生产需要。而低品位的菱镁矿又不能直接用于高档产品的生产，尤其是大量的级外菱镁矿得不到利用，造成菱镁矿资源的浪费。因此，从长远利益考虑，为了更好的利用资源，如何充分利用低品位菱镁矿以解决菱镁矿资源利用率低和高品位菱镁矿短缺的问题是本领域面临的一个十分重要的课题。

氢氧化镁也叫苛性镁石，轻烧镁砂等，氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳。氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶于水和醇，溶于稀酸和铵盐溶液，水溶液呈碱性。氢氧化镁的密度(g/mL，20℃)：2.36；熔点(℃)：350；折射率(n20/D)：1.57左右。

氢氧化镁用途非常广泛，是塑料、橡胶制品等的优良阻燃剂，是目前公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。在环保方面作为烟道气脱硫剂，可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂。亦用作油品添加剂，起到防腐和脱硫作用。另外，还可用于电子行业、医药、砂糖的精制，作保温材料以及制造其他镁盐产品。例如，可以将氢氧化镁用作阻燃剂或阻燃填料加入到聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及ABS树脂中，由此赋予良好的阻燃和消烟作用；氢氧化镁还可以用于镁盐的制造、砂糖的精制、制药工业、日用化工等；氢氧化镁还可以作为解酸药、渗透性轻泻剂等。目前，氢氧化镁被广泛应用于橡胶、化工、建材、塑料及电子、不饱和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中。特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃铝塑板、阻燃篷布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。氢氧化镁与同类无机阻燃剂相比，具有更好的抑烟效果。氢氧化镁在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放，而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体。由于氢氧化镁与基材树脂有很好的相容性，是热塑性树脂及橡胶制品优良的阻燃剂，胶黏剂中常用作添加型阻燃剂或阻燃填料。工业上用于制造镁盐、活性氧化镁、药品、精细陶瓷、保温材料、砂糖精制、烟道气脱硫剂、油品防腐添加剂、含酸废水中和剂、彩电显像管锥玻璃涂料等。由于氢氧化镁具有无色、无毒、无味、无腐蚀性等性质，是绿色环保型高分子材料添加剂。具有良好的片状或是纤维状晶形的氢氧化镁，可较好地与原材料匹配，而不影响原材料的强度等物理性质，由此改善高分子材料的挠曲强度和延伸率。无论是用于阻燃剂，还是用于高分子材料的添加剂，无论是用于食品、药品还是工业产品，氢氧化镁的尺寸始终是影响所得产品的性能的首要重要的因素，尤在使用氢氧化镁制备纳米材料的情况中尤其如此，因此非常需要能够制得低粒径的氢氧化镁产品。

氢氧化镁的合成方法主要有如下几种方法。卤水石灰法，该方法将预先经过净化精制处理的卤水和经消化除渣处理的石灰制成的石灰乳在沉淀槽内进行沉淀反应，在得到的料浆中加入絮凝剂，充分混合后，进入沉降槽进行分离，再经过滤、洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品，但是这种方法制得的氢氧化镁存在杂质多、颗粒尺寸大的缺点。卤水氨水法，以经净化处理除去二氧化碳、少量硼等杂质的卤水为原料，以氨水作为沉淀剂在反应釜中进行沉淀反应，在反应前投入一定量的晶种，进行充分搅拌。反应终了后添加絮凝剂，沉淀物经过滤后，洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。但是该方法存在收率低、洗涤周期长等缺点，而且无法制得粒径小的氢氧化镁。浓海水提取法，该方法利用浓海水提取浆状氢氧化镁，其中钙离子的存在是影响产品纯度及质量的重要因素，而且同样存在杂质多、粒径大的问题。另外方法是通过水合氧化镁制备成氢氧化镁，但是该方法目前存在氢氧化镁水化比低、氢氧化镁粒径大而且工艺步骤繁多等问题。

因此，本领域非常需要能够利用低品位菱镁矿制备具有水化比高和/或粒径小的氢氧化镁的方法。

发明内容

为了解决制备氢氧化镁的现有方法中存在的一个或者多个上述问题，本发明在第一方面1、一种使用低品位菱镁矿制备用于生产氢氧化镁的氧化镁原料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将菱镁矿在1000℃的煅烧温度下煅烧2小时，得到轻烧矿石并回收煅烧过程中产生的二氧化碳；

(2)将所述轻烧矿石粉碎成300目的粉末并配制成质量分数为35％的浆料；

(3)将所述浆料与25质量％的氯化铵溶液以1:1的体积比混合并反应3小时，生成反应浆料和氨气，氨气经冷凝回收得到氨水，反应浆料通过过滤获得第一滤液；