專利名稱：一種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)氯化鎂的方法，特別指一種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法。
背景技術(shù)：
氯化鎂是一種重要的化工原料和添加劑，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、石油、印染、棉紡、食品等行業(yè)，尤其是當(dāng)前制備氫氧化鎂阻燃劑、金屬鎂或鎂合金的主要原材料。氯化鎂本身無色，通常的工業(yè)化方法生產(chǎn)氯化鎂普遍采用含有有機(jī)物的鹵水為原料，高溫分解碳化使氯化鎂變成茶色或褐色，利用制鹽工業(yè)中苦鹵或者鹽湖鹵水提鉀制溴后的廢液為原料，經(jīng)過用氧化鈣除硫、氫氧化鈣調(diào)整溶液PH值、再用次氯酸鈉漂白脫色、對沉降后的清液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶才能制成白色氯化鎂。申請?zhí)朲L01142870.8公開了一種還原法生產(chǎn)白色氯化鎂的方法，其特征是以海水曬鹽產(chǎn)生的苦鹵提鉀制溴后的老鹵為原料，在60°C 80°C的老鹵中加入漂白劑并攪拌IOmin 50min，然后按照漂白劑中氧化物當(dāng)量的
0.5 2.5倍加入還原劑,并攪拌Imin IOmin,再沉淀或過濾掉其中的固體殘洛,將清液在0.06MPa 0.07MPa真空度下蒸發(fā)至125°C 135°C，直至氯化鎂含量達(dá)到46% 48%，冷卻制片即得到白色氯化鎂成品。申請?zhí)?01010244708.3公開了一種以廢鹵水為原料制取高純六水氯化鎂的方法，其特征是以氯化鉀生產(chǎn)排出的廢鹵水為原料，通過改造后的兩級重結(jié)晶工藝去除氯化鎂微量雜質(zhì)。這類生產(chǎn)方法只能利用鹽化工苦鹵提鉀制溴后的廢液為原料，僅適合于氯化鎂資源豐富的青海鹽湖和沿海地區(qū)，同時(shí)還受到漂白劑對環(huán)境的污染等限制，缺乏市場競爭力，難以大面積推廣。生產(chǎn)高純度白色氯化鎂除了采用含有氯化鎂的廢棄鹵水資源以外，還可以采用含鎂的碳酸鹽礦物，如菱鎂礦和白云石。申請?zhí)?3100263.X公開了一種以輕燒氧化鎂和鹽酸為原料生產(chǎn)白色氯化鎂的方法，其特征是以菱鎂礦煅燒的輕燒氧化鎂和鹽酸為原料，將輕燒氧化鎂和鹽酸中和反應(yīng)經(jīng) 過過濾、燕發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等工藝生成白色氯化鎂。該工藝的好處是可以利用工業(yè)副產(chǎn)品鹽酸，顯示出良好的可持續(xù)發(fā)展前景。但是，由于我國90%的菱鎂礦資源主要集中在遼寧大石橋和海城一帶，并且國家對菱鎂礦的開發(fā)利用采取了限制性保護(hù)政策，主要用于生產(chǎn)高級耐火材料和高純鎂砂。為了解決鎂的來源問題，采用含鎂量相對較低的白云石礦，是一項(xiàng)不錯(cuò)的選擇，我國白云石資源分布廣泛，因此，以白云石為原料生產(chǎn)高純白色氯化鎂的前景廣闊。為了充分利用白云石中的鎂資源，申請?zhí)?00810060640.6公開了一種從白云巖制備堿式氯化鎂的方法，由于采用了來源分布極其廣泛的白云石資源，因?yàn)閮r(jià)格低廉，受到了普遍關(guān)注。如果能夠采用白云石和鹽酸為原料制備出高純度的白色氯化鎂產(chǎn)品，因其采用的天然礦物白云巖來源廣泛，價(jià)格低廉，并能充分利用工業(yè)副產(chǎn)品鹽酸，必將具有良好的工業(yè)價(jià)值和推廣前景
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法，采用白云石經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的中間產(chǎn)品堿式碳酸鎂為原料，運(yùn)用鹽酸酸浸法制備氯化鎂。本發(fā)明解決了白云石原料中的鈣鎂分離問題，直接采用中間產(chǎn)品堿式碳酸鎂酸浸，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)可副產(chǎn)高附加值的輕質(zhì)碳酸鈣，其工藝流暢，效益比較顯著，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明通過以下幾個(gè)步驟完成:(I)白云石破碎:將白云石進(jìn)行機(jī)械破碎至Icm IOcm,最好破碎至2cm 5cm ；(2)白云石煅燒:將破碎的白云石在850°C 1100°C下煅燒0.5h 5h得到煅白，最佳溫度為900°C 1000°C，煅燒時(shí)間最好為Ih 3h ;(3)煅白消化:將煅白按質(zhì)量比為1: 30 70最好為1: 40 50加水，加熱控制消化溫度為50°C 80°C，充分?jǐn)嚢?.5h 4h，加熱消化溫度最好為60°C 70°C，消化時(shí)間最好為Ih 3h ;(4)消化液過濾:將上述消化的濾液過60目篩，除去不能充分消化的殘?jiān)?，得到較細(xì)的鎂乳液；(5)鎂乳液碳化:鎂乳液冷卻后，通入二氧化碳，保持二氧化碳的流速為0.5L/min lL/min，并跟蹤測試鎂乳液的pH，當(dāng)pH達(dá)到7.5 9.5，最好8 9時(shí)，向體系中加入草酸或可溶性草酸鹽，使體系中的草酸根的濃度為0.001mol/L 0.01mol/L，充分搖勻后繼續(xù)碳化至pH為6.5 7.0 ;(6)鎂乳液過濾:碳化后的乳液，過濾，剩余殘?jiān)鼮檩p質(zhì)碳酸鈣，濾液為精制重鎂水；(7)重鎂水熱解:重 鎂水在90°C 100°C下熱解Ih 4h，得到堿式碳酸鎂沉淀，過濾后得到堿式碳酸鎂濾餅，其濾液為鹽溶液，繼續(xù)補(bǔ)加水用于新的煅白消化，熱解的最佳溫度為95°C 100°C，熱解最佳時(shí)間為2h 3h ;(8)堿式碳酸鎂酸浸:將過濾后的堿式碳酸鎂濾餅放入攪拌反應(yīng)釜，按照4MgC03*Mg(0H)2*4H20與HCl的摩爾比為1: 10 1: 15加入濃度為30 %的鹽酸進(jìn)行攪拌反應(yīng)，攪拌速率為10r/min 40r/min,待固體完全溶解后得到氯化鎂溶液,最佳摩爾比為1: 11 1: 14，最佳攪拌速率為20r/min 30r/min ；(9)氯化鎂蒸發(fā)結(jié)晶:將所得氯化鎂溶液經(jīng)過加熱蒸發(fā)、濃縮至氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.0% 41.3%，然后控制冷卻速度為2V /min 4°C /min，冷卻至20°C 40°C，冷卻至25°C 35°C時(shí)析晶析出晶體，經(jīng)過抽濾分離，在70°C 80°C干燥Ih 1.5h得到高純度的六水氯化鎂晶體。步驟(5)中所用的草酸或可溶性草酸鹽為草酸、草酸鈉、草酸鉀、草酸銨中的一種或一種以上的混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1、以白云石為原料生產(chǎn)高純白色氯化鎂，原料豐富、生產(chǎn)成本低；2、以白云石煅燒-碳化-酸浸生產(chǎn)高純氧化鎂，其工藝流暢、易于工業(yè)化生產(chǎn)；3、白云石碳化體系中加入濃度為0.0Olmol/ 0.01mol/L的草酸或者可溶性草酸鹽，解決了鈣鎂很難徹底分離的問題，提高了中間產(chǎn)品堿式碳酸鎂的純度，使最終獲得的高純白色氯化鎂產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)好，因而極具推廣應(yīng)用價(jià)值，前景廣闊；4、由于生產(chǎn)過程中大量消耗的鹽酸，可以采用工業(yè)副產(chǎn)品鹽酸，同時(shí)還避免了采用制鹽工業(yè)苦鹵或者鹽湖鹵水提鉀制溴后的氯化鎂的漂白脫色廢液對自然環(huán)境的污染，因而環(huán)境效益十分顯著。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是原料白云石的X-射線衍射分析圖譜。圖3是實(shí)施例1的高純六水氯化鎂的X-射線衍射分析圖譜。
具體實(shí)施例方式以下通過實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。

實(shí)施例1:白云石的化學(xué)組成為MgO含量20.96%，CaO含量30.06%，破碎至2cm 5cm。在900°C下煅燒3h，得煅白。將煅白按照水:煅白的質(zhì)量比為50: I混合，控制消化溫度為60°C，保溫消化lh，得乳液。乳液過60目篩，得到精鎂乳液。冷卻至室溫后通入CO2,CO2流速為0.5L/min,并跟蹤測試碳化體系PH值。當(dāng)碳化體系為pH = 8.5時(shí)，加入草酸銨，使體系中草酸根的濃度為0.002mol/L,繼續(xù)碳化至pH = 6.5，停止碳化。將碳化后的體系固液分離，固相為輕質(zhì)碳酸I丐，液相為重鎂水。所得重鎂水在95 °C下熱解2h,冷卻后固液分離，得到堿式碳酸鎂濾餅。濾餅放入攪拌反應(yīng)釜，按照4MgC03 -Mg(OH)2.4Η20與HCl的摩爾比為1: 10加入濃度為30%的鹽酸進(jìn)行攪拌反應(yīng)，攪拌速率為10r/min，待固體完全溶解后得到氯化鎂溶液，經(jīng)過加熱蒸發(fā)、濃縮至氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.1%，然后以2°C /min的速度冷卻至20°C析出晶體,抽濾分離，并在70°C干燥1.5h得到高純度的六水氯化鎂晶體。經(jīng)過化學(xué)分析，高純六水氯化鎂的純度為98.45%,折合MgCl2含量為46.10%。實(shí)施例2:白云石的化學(xué)組成為MgO含量20.96%，CaO含量30.06%，破碎至2cm 5cm。在950°C下煅燒2.5h，得煅白。將煅白按照水:煅白的質(zhì)量比為40: I混合，攪拌加熱至70°C，保溫消化1.5h，得乳液。乳液過60目篩，得到精鎂乳液。冷卻至室溫后通入CO2,CO2流速為0.8L/min,并跟蹤測試碳化體系pH值。當(dāng)碳化體系為pH = 9.0時(shí)，加入草酸，使體系中草酸根的濃度為0.005mol/L，繼續(xù)碳化至pH = 6.8，停止碳化。將碳化后的體系固液分離，固相為輕質(zhì)碳酸I丐，液相為重鎂水。所得重鎂水在100°C下熱解2h,冷卻后固液分離，得到堿式碳酸鎂濾餅。濾餅放入攪拌反應(yīng)釜，按照4MgC03.Mg(OH)2.4H20與HCl的摩爾比為1: 15加入濃度為30%的鹽酸進(jìn)行攪拌反應(yīng)，攪拌速率為40r/min，待固體完全溶解后得到氯化鎂溶液，經(jīng)過加熱蒸發(fā)、濃縮至氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.2%，然后以4°C /min的速度冷卻至40°C析出晶體，抽濾分離，并在80°C干燥Ih得到高純度的六水氯化鎂晶體。經(jīng)過化學(xué)分析，高純六水氯化鎂的純度為98.41 %，折合MgCl2含量為46.09%。表I是實(shí)施例3 實(shí)施例5所米用的反應(yīng)條件列表。表I
權(quán)利要求
1.一種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法，其特征在于包括以下步驟: (1)白云石破碎:將白云石進(jìn)行機(jī)械破碎至Icm IOcm； (2)白云石煅燒:將破碎的白云石在850°C 1100°C下煅燒0.5h 5h得到煅白； (3)煅白消化:將煅白按質(zhì)量比為1: 30 70加水，加熱控制消化溫度為50°C 80°C，充分?jǐn)嚢?.5h 4h ; (4)消化液過濾:將上述消化的濾液過60目篩，除去不能充分消化的殘?jiān)?，得到較細(xì)的鎂乳液； (5)鎂乳液碳化:鎂乳液冷卻后,通入二氧化碳,保持二氧化碳的流速為0.5L/min lL/min,并跟蹤測試鎂乳液的pH，當(dāng)pH達(dá)到7.5 9.5時(shí)，向體系中加入草酸或可溶性草酸鹽，使體系中的草酸根的濃度為0.001mol/L 0.01mol/L,充分搖勻后繼續(xù)碳化至pH為6.5 7.0 ; (6)鎂乳液過濾:碳化后的乳液，過濾，剩余殘洛為輕質(zhì)碳酸I丐，濾液為精制重鎂水； (7)重鎂水熱解:重鎂水在90°C 100下熱解Ih 4h，得到堿式碳酸鎂沉淀，過濾后得到堿式碳酸鎂濾餅，其濾液為鹽溶液，繼續(xù)補(bǔ)加水用于新的煅白消化； (8)堿式碳酸鎂酸浸:將過濾后的堿式碳酸鎂濾餅放入攪拌反應(yīng)釜，按照4MgC03*Mg(0H)2*4H20與HCl的摩爾比為1: 10 1: 15加入濃度為30 %的鹽酸進(jìn)行攪拌反應(yīng)，攪拌速率為10r/min 40r/min,待固體完全溶解后得到氯化鎂溶液； (9)氯化鎂蒸發(fā)結(jié)晶:將所得氯化鎂溶液經(jīng)過加熱蒸發(fā)、濃縮至氯化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.0 % 41.3 %，然后控制冷卻速度為2°C /min 4 V /min，冷卻至20°C 40 V析出晶體，經(jīng)過抽濾分離，在70°C 80°C干燥Ih 1.5h得到高純度的六水氯化鎂晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一`種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法，其特征在于:步驟(5)中所用的草酸或可溶性草酸鹽為草酸、草酸鈉、草酸鉀、草酸銨中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種白云石生產(chǎn)高純白色氯化鎂的工藝方法。它包括以下步驟白云石經(jīng)過破碎、煅燒、消化、過濾、鎂乳液碳化與固液分離、重鎂水熱解、堿式碳酸鎂酸浸、氯化鎂蒸發(fā)結(jié)晶，得到純度98％以上的高純白色氯化鎂。完全符合QB/T2605-2003《工業(yè)氯化鎂》對白色氯化鎂的技術(shù)要求，同時(shí)符合QB2604-2003《食用氯化鎂》的技術(shù)要求。本發(fā)明通過白云石煅燒-碳化-酸浸方法，獲得高純度的白色六水氯化鎂，具有工藝流暢、原料來源廣、成本低廉、環(huán)境效益良好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、品質(zhì)好、副產(chǎn)優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)碳酸鈣的優(yōu)點(diǎn)，極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號C01F5/02GK103183367SQ20131009772
公開日2013年7月3日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者余紅發(fā), 武金永, 鄭利娜, 麻海燕 申請人:內(nèi)蒙古昶泰資源循環(huán)再生利用科技開發(fā)有限責(zé)任公司, 南京航空航天大學(xué)