[發(fā)明專利]生產(chǎn)純鎂金屬和各種副產(chǎn)物的濕法冶金方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580038182.4
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN106661664B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬爾·富尼耶;洛里·戈捷
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)盟鎂公司
• 主分類號: C22B3/10
• 分類號: C22B3/10;C01F5/00;C01F5/30;C22B26/22;C22B3/22;C22B3/44;C25C3/04
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;宮傳芝

本描述涉及使用蛇紋石從含鎂礦石生產(chǎn)鎂金屬的方法。本文所述的方法通常由礦物制備和分類，隨后用稀鹽酸瀝濾組成。過濾漿料并且回收包含非結(jié)晶二氧化硅的非瀝濾部分。通過化學沉淀用非活化和活化蛇紋石中和和純化剩余的溶液。通過在較高的pH下沉淀，鎳也被回收。通過沉淀的氯化鎂溶液的最終的中和和純化步驟使得消除任何痕量的剩余雜質(zhì)。蒸發(fā)純化的氯化鎂溶液直到飽和，并且通過在酸介質(zhì)中結(jié)晶回收MgCl₂.6H₂O。鹽被脫水，并且無水氯化鎂的后續(xù)電解產(chǎn)生純的鎂金屬和鹽酸。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及從含鎂礦石生產(chǎn)鎂金屬和各種副產(chǎn)物。

背景技術(shù)

鎂是地殼中含量第八豐富的元素。該輕質(zhì)金屬被用于許多應用，和汽車工業(yè)的排放標準的最近變化產(chǎn)生了需求的恢復。

超過75％的鎂的初級產(chǎn)物實際上通過熱過程制造并且存在主要的環(huán)境問題和高能消耗。還使用產(chǎn)品的電解法(electrolytic route)，并且通常通過電解來自海水或死海的鹽來制造。來自死海的鹽通常包含少于3.5％的鎂。

與鹽的使用相關(guān)的一個困難是將氯化鎂與剩余的進料分離以便產(chǎn)生例如引入電解池的純的鎂鹽。

在過去的幾十年中，開采蛇紋石石棉纖維的重要沉積物產(chǎn)生了大量的尾礦。該礦石由多于90％的蛇紋石(也稱為羥基硅酸鎂鐵)組成，主要為利蛇紋石Mg₃Si₂O₅(OH)₄，與少量的葉蛇紋石(Mg，F(xiàn)e)₃Si₂O₅(OH)₄、水鎂石Mg(OH)₂、磁鐵礦Fe₃O₄、鐵鎳礦(awarite)Ni₈Fe₃，痕量的鉻鐵礦Fe(Cr，F(xiàn)e)₂O₄和富鉻尖晶石(Cr，F(xiàn)e，Al，Mg)₃O₄。

石棉尾礦包含23-27％之間的鎂并且可以被提取以生產(chǎn)純鎂。它們還包含大約38％SiO₂，1-6％Fe，0.2-0.3％Al和0.1-0.2％Ni。還存在痕量的其他元素。

已經(jīng)針對含鎂礦石開發(fā)了幾種濕法冶金和電解方法，但是由于困難的操作條件，此時那些方法中沒有一種在生產(chǎn)中。一般而言，所得氯化鎂仍包含大量的雜質(zhì)，其在被認為鎂電解生產(chǎn)的進給材料之前必須被去除。那些雜質(zhì)可導致差的電池性能并且產(chǎn)生低的電流效率。而且，那些方法僅具有生產(chǎn)氯化鎂或金屬鎂的目的，損害二次產(chǎn)品的商業(yè)價值。

過去，已經(jīng)提出了從硅質(zhì)鎂礦物生產(chǎn)氯化鎂溶液的方法(美國專利5,091,161)。該方法涉及在高于50℃的溫度下用鹽酸溶液瀝濾材料。PH維持在低于1.5以防止二氧化硅凝膠的形成。瀝濾可以以以連續(xù)的方式進行。利用氧化鎂將瀝濾溶液的PH增加至4.0-4.5以使大量的雜質(zhì)沉淀，然后固/液分離以獲得純凈的氯化鎂溶液(liquor)。在pH 6.0-7.0下用苛性鈉和氯氣純化的第二步驟使剩余的鐵和錳氧化和沉淀。通過離子交換柱進行純化的最后步驟以去除痕量的雜質(zhì)比如鎳和硼。

以相同的方式，WO2000/017408提出了從包含鎂的材料生產(chǎn)氯化鎂溶液的方法，但是具有雜質(zhì)分離的單個步驟。

這些方法表示超出先前已知的那些的有效步驟，但是仍具有一些缺點。例如，用于鐵雜質(zhì)去除的苛性氧化鎂的使用是昂貴的并且施加重的經(jīng)濟負擔。而且，這些方法不允許回收二氧化硅用于未來銷售，因為它被鐵和包括鎳在內(nèi)的其他雜質(zhì)污染。盡管這些方法包含純化階段，但是它們不允許消除一些雜質(zhì)，比如硫酸鹽。已知電解池中的硫酸鹽引入通過增加電壓導致電流效率的下降。