[发明专利]一种利用碳酸锂副产物氧化镁渣制备金属镁的方法

说明书

本发明公开了一种利用碳酸锂副产物氧化镁渣制备金属镁的方法，属于化学及有色轻金属冶金技术领域。该方法包括以下步骤:氧化镁渣经分离除杂、过筛、水合反应、洗涤、过滤、干燥，得到氢氧化镁粉；将所述氢氧化镁粉与铝粉混合，压制成球，得到混合球团；将所述混合球团脱水后预热到设定温度，或直接将所述混合球团预热到设定温度，并进行还原反应；还原反应结束后，冷凝收集高温镁蒸汽，即可得到所述金属镁产品。本发明的方法能够实现资源的综合利用，自动化程度高，易操作，金属镁回收率高，同时成本低，对环境友好，二氧化碳排放量少，大大减少了固废渣的排放，有效的降低了生产成本，提高了经济效益。

技术领域

本发明属于化学及有色轻金属冶金技术领域，尤其涉及一种利用碳酸锂副产物氧化镁渣制备金属镁的方法。

背景技术

青海盐湖中储存有大量的镁资源，但是目前对于盐湖中的镁资源开发还处于起步阶段，通常是在开采其他资源，如钾、锂、硼过程中，作为废渣处理。比如利用盐湖资源生产碳酸锂的过程中，每生产1吨碳酸锂要生成约10吨氧化镁废渣，资源得不到有效利用，同时对环境造成严重污染。因此，在盐湖的开发利用过程中，加强盐湖镁资源的技术研究，多途径开发镁及镁系化合物是非常必要的，加快镁产品的系列化、高附加值化是亟待解决的问题。

生产碳酸锂过程中，主要的副产物是氧化镁废渣和盐酸。其中，盐酸在产线上回收，用于去除卤水中的硼。氧化镁废渣呈白色固体颗粒状，粒度约为100目，主要成分为氧化镁，其他为硼酸镁及酸不溶物等杂质，但是目前氧化镁废渣一般作为生产废渣来处理，没有回收利用，造成环境污染。

发明内容

为解决上述技术问题，针对盐湖中镁资源的开发只停留在初级阶段上的不足，本发明提出了一种利用碳酸锂副产物氧化镁渣制备金属镁的方法，采用该方法制备金属镁，不仅解决了碳酸锂生产中废渣的回收利用问题，减少了对环境的污染，还可以同时生产镁铝尖晶石，充分利用了镁资源。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用碳酸锂副产物氧化镁渣制备金属镁的方法，包括以下步骤:

步骤一、氧化镁渣经分离除杂、过筛、水合反应、洗涤、过滤、干燥，得到氢氧化镁粉；

步骤二、将所述氢氧化镁粉与铝粉混合，压制成球，得到混合球团；

步骤三、将所述混合球团脱水后预热到设定温度，或直接将所述混合球团预热到设定温度，并进行还原反应；

步骤四、还原反应结束后，冷凝收集高温镁蒸汽，即可得到所述金属镁产品。

进一步地，步骤一中，所述除杂的过程需将水与氧化镁渣混合得到浆料，具体为向调配罐中加入新水和循环水，然后投入氧化镁渣搅拌得到浆料，所述浆料中氧化镁渣的浓度为15-25wt％，浆料经溢流槽、固液旋流分离器进行漂洗及旋流分离，目的是为了除去浆料中漂浮的杂质及不溶于酸的颗粒；碳酸锂的副产物是氧化镁渣和盐酸，可溶于酸的杂质被带到了盐酸里，剩下的含氧化镁的渣都是不溶于酸的颗粒物。

进一步地，步骤一中，除杂后的浆料需要进行过筛处理，过筛后使浆料的粒度≤10μm，目的是为了除掉剩余的沙粒及不溶物。

进一步地，步骤一中，所述水合反应为将过筛处理的浆料加热到100℃以上。化学反应方程式：

MgO+H₂O(沸水)＝Mg(OH)₂

同时加入氢氧化钠溶液，起催化作用，加快反应速率。在此环境下保温4-5h(实验数据显示继续延长时间对水合反应进度影响很小)，反应完成后到氧化镁浆料。

进一步地，步骤一中，洗涤、过滤、干燥是将得到的氧化镁浆料置于板框式压滤机内进行过滤，得到滤饼和滤液，将滤饼用水进行洗涤，洗涤至滤液的pH值小于10，然后采用闪蒸干燥机将滤饼进行干燥，干燥温度为140-160℃，出风温度为115-145℃，得到氢氧化镁粉。