[發明專利]一種制備氫氧化鎂的方法

在審

• 申請號: 201410322920.5
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104071813A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 李法強;王敏;賈國鳳;彭正軍;祝增虎;諸葛芹;時歷杰;趙有璟;李錦麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C01F5/20
• 分類號: C01F5/20
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王敬波

技術領域

本發明屬于鹽湖化學領域，具體涉及一種由固體鉀鹽礦制備氫氧化鎂的方法。

背景技術

氫氧化鎂是無色六方柱晶體或白色粉末，難溶于水和醇，溶于稀酸和銨鹽溶液，水溶液呈堿性，其在水中的溶解度很小，18℃時溶解度為0.0009g/100g然而它是強電解質。

氫氧化鎂廣泛用作塑料、樹脂、橡膠、油漆等材料的阻燃填充劑。氫氧化鎂有阻燃性質的機理為：氫氧化鎂在340℃以上便發生分解，生成氧化鎂和水，吸收燃燒物表面的熱量；生成的大量水分有稀釋和隔絕燃燒物表面空氣(氧氣)的作用，分解生成的活性氧化鎂固體則是耐高溫物質，附著于可燃物表面進一步阻止燃燒進行。氫氧化鎂分解時不產生腐蝕性和有毒氣體，而且它呈堿性，可以吸收和中和燃燒時釋放出的酸性氣體如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，分解生成的活性氧化鎂也可以吸收燃燒時產生的有害氣體、煙霧和未完全燃燒的熔化殘留物，消除煙霧，使熔滴的產生過程停止，從而達到阻燃的目的。因此業內都將之稱為綠色安全的環境友好阻燃劑。

氫氧化鎂是鎂礦資源深加工的主要鎂化合物產品。2009年全球氫氧化鎂消費量約140萬噸，其中最大消費用途是廢水處理和煙氣脫硫，占58％，其次是工程材料阻燃劑，占15％。阻燃劑是使用氫氧化鎂增長最快的領域。至2015年，氫氧化鎂總消費量預期達到150萬噸左右。我國氫氧化鎂的應用處于起步階段。2009年中國氫氧化鎂市場容量上升至約25萬噸，其中90％用于環保領域，4％用于阻燃劑，3％用于食品和醫藥品市場。

目前氫氧化鎂主要通過以下兩種途徑制備：一是利用天然水鎂石資源，經精制制取氫氧化鎂；二是由含鎂原料通過化學合成法制得，常用的含鎂原料主要是菱苦土、海水、鹵水、制溴廢液以及硫酸鎂等。

天然礦物水鎂石的主要成分為氫氧化鎂，是一種層狀結構的氫氧化物，屬三方晶系，常見的構造有塊狀、球狀及纖維狀，是迄今自然界發現含鎂量最高的一種礦物。由水鎂石制備氫氧化鎂水鎂石粉(粉碎100目)，再將粉體氣流粉碎至500目至1200目，粉體表面活性劑改性氫氧化鎂。該氫氧化鎂制造工藝簡單，成本較低，但水鎂石礦物資源有限，其規模化生產氫氧化鎂受到限制。

化學合成法又分為兩種，一種是由輕質氧化鎂水合制得；另一種是以鹵水或可溶性鎂鹽與堿類物質沉淀制得，其主要制備生產方法如下：

(1)氫氧化鈣法

氫氧化鈣法又稱為石灰乳法，是一種傳統的制備方法。以Ca(OH)₂為沉淀劑，反應式為：

Mg²⁺+Ca(OH)₂→Mg(OH)₂↓+Ca²⁺

該法的優點是原料易得，生產工藝簡單。但由于產品粒度小(一般在0.51μm以下)聚附傾向大，難于沉降、過濾及洗滌，并且易吸附雜質，產品純度低，主要用于產品純度要求不高的煙氣脫硫和酸性廢水中和等，同時副產氯化鈣必須進行回收處理。

(2)氨沉淀法

氨沉淀法是生產氫氧化鎂的一種重要方法，以氨為沉淀劑，反應式為：

Mg²⁺+2NH₃·H₂O→Mg(OH)₂↓+2NH₄⁺

由于氨水的堿性弱NH₄⁺會使Mg(OH)₂的溶解度加大，因而反應過程易于控制，可通過工藝調整制得高純微細和大晶粒易洗滌的氫氧化鎂產品，適用于醫藥、化學試劑以及電子級氫氧化鎂等對純度要求高的行業。此法是國內生產氫氧化鎂普遍采用的方法，近年來改進的制備工藝主要有一步法和連續沉淀法兩種。

一步法是將沉淀反應、水熱處理、表面處理一步完成，縮短了工藝流程，設備投資少，成本低，產品的性能也較傳統方法有較大提高。該法適用于鎂離子濃度較高的鹵水原料，特別是鎂含量在30克/升左右的鹵水。

連續沉淀法是對傳統鹵水-氨沉淀制取氫氧化鎂方法的改進。該工藝的進料鎂離子濃度較高，同時保持相對較低的過飽和度，體系中始終有定量氫氧化鎂存在，而且可以調節物料在反應器內的停留時間。該法連續化生產，原料利用率高，反應時間短，設備投資少，產品穩定性好。

(3)氧化鎂水化法

該法是為了得到高純或特殊物化性能的氫氧化鎂產品，要求的氧化鎂原料必須是高純輕質活性氧化鎂，否則不易實現。

(4)煅燒水化法