[發明專利]高硼鹽湖鹵水制備高純氧化鎂的方法

無效

• 申請號: 201110412969.6
• 申請日: 2011-12-10
• 公開（公告）號: CN102491379A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 楊喜云;于培峰;石西昌;徐徽;陳白珍
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01F5/02
• 分類號: C01F5/02;C01B35/10;C01F11/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及鹽湖資源綜合利用領域，尤其是以高硼鹽湖鹵水為原料，提取硼酸及制取高純氧化鎂的方法。

技術背景

高純氧化鎂是鎂鹽精細化工產品，廣泛用于高級塑料、鋼鐵、陶瓷、油漆、醫藥等行業。目前世界上生產氧化鎂的方法有兩種，一種是以菱鎂礦或白云石為原料，采用電熱法生產，在國內多采用這種方法，產品純度最多只能達到98.5％，產品合格率低，生產成本高。另一種是以海水或鹽湖鹵水為原料生產氧化鎂，西方發達國家多采用這種方法，產品純度為96％-99％。

隨著科技的發展，國內對高性能、高附加值的高純氧化鎂的需求量不斷增加，近年來逐漸轉變為以鹵水為原料生產氧化鎂。但大多報道都是以生產鉀肥后排出的老鹵，通過自然蒸發、結晶出來的水氯鎂石為原料生產，原料雜質低，得到的產品純度高；而直接用鹵水生產高純氧化鎂的報道較少，鹵水成分復雜，硼含量高，一般采用酸法提取硼酸，但提完硼酸后鹵水中仍存在8g/L左右的硼酸，這部分硼酸在后續沉鎂過程中易吸附在氫氧化鎂表面，在Mg(OH)₂煅燒過程中轉變為B₂O₃進入氧化鎂。混雜在氧化鎂中的B₂O₃在高溫下可與CaO生成低共熔物，同時與CaO·SiO₂生成三元低共熔物(熔點1000℃左右)，嚴重影響氧化鎂的純度和高溫性能。

綜上所述，以酸法提取硼酸后的鹵水直接制備氧化鎂存在純度低、產品性能差的問題。對酸法提取硼酸后的鹵水深度脫硼是徹底分離硼與鎂、制備高純度氧化鎂的保障。

發明內容

本發明的目的是提供一種由高硼鹽湖鹵水制備高純氧化鎂的方法，改善傳統工藝中氧化鎂的性能與純度，實現鹽湖鹵水硼、鎂資源的綜合開發利用。

本發明的技術方案包括以下步驟：

1)鹽湖鹵水經鹽田蒸發、濃縮結晶出硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀，提取鋰后，得到含有鎂和硼的老鹵鹵水，所述的老鹵鹵水中硼的濃度不低于5.6g/L，鎂的濃度不低于110.0g/L；加入濃硫酸反應，即將濃硫酸加入到老鹵鹵水中，在55～65℃的溫度下反應，然后在-3～-6℃下冷卻，過濾，分別得到得到粗硼酸和酸化后鹵水；

2)將酸化鹵水經NaOH調節pH值至5.5～6.5后，通過吸附硼的離子交換樹脂，當流出液硼濃度高于5mg/L時停止注入鹵水，得到深度脫硼鹵水；

3)深度脫硼后鹵水與氯化銨溶液在通入氨氣條件下攪拌進行沉鎂反應，控制反應溫度為60-80℃，反應過程中pH值維持為7.5-8.0，當反應體系中游離氨濃度達到1.8-2.2mol/L后沉鎂反應結束，陳化后，離心過濾、用去離子水洗滌、干燥、得到氫氧化鎂，同時得到沉鎂母液；

4)將氫氧化鎂高溫煅燒得到氧化鎂；

5)將沉鎂母液采用石灰蒸氨，產生的氨氣循環至3)步中用于沉鎂反應；

6)經5)步蒸氨后的母液經蒸發、濃縮、結晶得到氯化鈣晶體。

7)吸附了硼的離子交換樹脂經水洗后用硫酸解析，解析后的樹脂經水洗、NaOH再生，回到步驟2)循環使用；將含硼解析液濃縮、冷卻提取粗硼酸。

所述的離子交換樹脂是指D564，D403和XSC-700中的一種或兩種。

將氫氧化鎂在900-1200℃煅燒1.5～2.5h，得到氧化鎂。

將粗硼酸重結晶、水洗、干燥得到硼酸，結晶母液返回老鹵鹵水中。

本發明的優點和積極作用在于：

本發明所采用的原料是鹽湖鹵水生產鉀肥后排出的老鹵，經離子交換吸附鋰后的鹵水，鎂離子濃度達到110.4g/L，硼濃度一般可達到6.2g/L，原料來源廣泛；以提取鋰后的高硼鹽湖鹵水制備高純氧化鎂，同時副產硼酸，可徹底解決了鹽湖鹵水鎂和硼的分離和綜合利用問題，改善了鉀肥開采地區的生態環境。通過本發明的方法深度脫硼后，得到硼濃度小于5mg/L的鹽湖鹵水，以此鹵水為原料制備氫氧化鎂，經煅燒得到純度大于99.8％的MgO產品，基本不含硼，質量優于同類氧化鎂產品；且本發明方法所得氫氧化鎂的顆粒大，過濾性能好，洗滌容易，有利于雜質的分離與去除。另外，由于本發明所采用的離子交換樹脂經水洗、再生后循環利用，硼酸提取成本低，對鹵水無污染。本發明得到的沉鎂母液鎂離子濃度低于6.5g/L，氯化銨濃度為200g/L，易于用石灰蒸氨法回收氨；本發明的沉鎂率達到90％以上，用廉價的石灰回收沉鎂母液中的氯化銨，氨循環利用，同時副產氯化鈣，經濟效益好，生產過程不易產生環境污染。