[發(fā)明專利]一種利用太陽(yáng)能從苦鹵中制備氫氧化鎂晶須的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710442291.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107675252A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳健松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嶺南師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C30B29/10
• 分類號(hào): C30B29/10;C30B29/62;C30B7/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 張?jiān)鹿?林偉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鹽化工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種利用太陽(yáng)能從苦鹵中制備氫氧化鎂晶須的方法。

背景技術(shù)

從鹽湖苦鹵、海水苦鹵中制備氫氧化鎂晶須，目前主要是利用電能或煤氣燃燒放出的熱能。太陽(yáng)能作為一種新能源，每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開(kāi)發(fā)的最大能源。它與常規(guī)能源如電能等相比有三大特點(diǎn)：第一：它是人類可以利用的最豐富的能源。據(jù)估計(jì)，在過(guò)去漫長(zhǎng)的11億年中，太陽(yáng)消耗了它本身能量的2％。今后足以供給地球人類，使用幾十億年，可謂取之不盡，用之不竭。第二：地球上，無(wú)論何處都有太陽(yáng)能，可以就地開(kāi)發(fā)利用，尤其對(duì)交通并不發(fā)達(dá)的青海鹽湖、海島等偏遠(yuǎn)地區(qū)更具重要意義。第三：太陽(yáng)能是一種潔凈的能源。在利用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣、也沒(méi)有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡。絕對(duì)不會(huì)造成污染和公害。這和低能耗、清潔環(huán)保地利用鹽湖資源是高度相一致的，對(duì)既可低成本、高值地開(kāi)發(fā)利用鹽湖資源，又保護(hù)鹽湖生態(tài)環(huán)境有重要的科學(xué)意義。

不經(jīng)提純分離直接生產(chǎn)鎂鹽晶須，主要是利用晶須本身具有“自潔性”的特性，它不易受沾染，不易吸咐、夾帶雜質(zhì)，這是晶須與其他無(wú)定形沉淀的很大區(qū)別，無(wú)定形沉淀如絮凝狀氫氧化鎂卻是非常容易吸咐、夾帶雜質(zhì)的。

由于在一定的制備條件下，堿式水鎂石晶須具有“自潔性”(晶須具的“自潔性”是指晶須原子排列高度有序、無(wú)缺餡、或極少缺餡、難吸附雜質(zhì)、難被雜質(zhì)沾染的特性)，因此，制備過(guò)程不存在復(fù)雜的除雜，只要將晶須樣品用水洗滌即可。

晶須自潔性的科學(xué)依據(jù)是：第一，如上文所述，晶須不含(或極少含)有缺陷；第二，晶須表面力場(chǎng)呈高度對(duì)稱分布且比表面積小，因而不易吸附雜質(zhì)。根據(jù)表面化學(xué)理論，表面力場(chǎng)越對(duì)稱的、比表面積越小的，對(duì)雜質(zhì)的吸附能力就越小，很難發(fā)生化學(xué)吸附。第三，晶須在生長(zhǎng)過(guò)程中要求生長(zhǎng)基元必須具有特定的穩(wěn)定能，否則不能進(jìn)入晶格。不過(guò)，晶須的物理吸附倒是肯定存在的，但這種弱的物理吸附只需用水洗滌就可將吸附的雜質(zhì)去除。但是，晶須筆直生長(zhǎng)發(fā)揮其自潔性是有條件的，并不是在任何情況下都不會(huì)吸附雜質(zhì)，被雜質(zhì)沾染。這個(gè)條件指的就是晶須生長(zhǎng)體系合適的化學(xué)物理?xiàng)l件，如堿的濃度與加入量、體系pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等。因此，如何利用太陽(yáng)能及晶須自潔性從苦鹵中制備氫氧化鎂晶須是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種利用太陽(yáng)能從苦鹵中制備氫氧化鎂晶須的方法。

本發(fā)明的上述目的是通過(guò)以下技術(shù)方案給予實(shí)現(xiàn)的：

一種利用太陽(yáng)能從苦鹵中制備氫氧化鎂晶須的方法，包括如下步驟：

S1.過(guò)濾苦鹵中的不溶物；

S2.將過(guò)濾后的苦鹵引入至鹽田或透明容器中，于太陽(yáng)光下暴曬至35～45℃；

S3.向暴曬后的苦鹵中加入0.6～1.5mol/L NaOH溶液，于太陽(yáng)光下暴曬2～4 天，再過(guò)濾苦鹵，得到堿式氯化鎂與氫氧化鎂晶須混合物；

S4.用0.1mol/L～0.2mol/L NaOH溶液浸泡步驟S3的混合物，加熱至25～ 30℃，浸泡36～48h，過(guò)濾洗滌，得到氫氧化鎂晶須；

步驟S3所述NaOH溶液與苦鹵的體積比為1：2～3。

本發(fā)明通過(guò)兩種不同的暴曬方式來(lái)制備氫氧化鎂晶須，當(dāng)鹽湖或海水的苦鹵中的氯化鎂達(dá)到飽和時(shí)，在風(fēng)吹或太陽(yáng)照射下同時(shí)加入一定量的NaOH，即可生成相應(yīng)的氫氧化鎂晶須，其反應(yīng)式如下：

再將上述兩式相加，得總反應(yīng)：

氫氧化鎂晶須經(jīng)過(guò)濾分離后，收集可得氫氧化鎂晶須。濾液中主要是水、氯化鈉和其他可溶性鹽等物質(zhì)，此時(shí)，濾液體系中鎂離子濃度必然減小。如果將濾液繼續(xù)讓太陽(yáng)暴曬，水被蒸出，而氯化鈉(及一些溶解度較小的鹽)也由于溶劑水的減少而析出，但氯化鎂卻不會(huì)析出，因此氯化鎂的濃度必然增大(氫氧化鎂晶須的生長(zhǎng)要求氯化鎂有一定的濃度)。此時(shí)，如果再向體系中注入堿即可進(jìn)入新一輪的循環(huán)。但同時(shí)，這種循環(huán)也是有限度的而不能無(wú)止境循環(huán)下去。這是因?yàn)椋郝然c、氯化鉀及其他一些鹽可被析出，水可被蒸出，但是也必然有小部分組分(如鐵、鋁等離子)卻是依然留在體系的，且隨著循環(huán)次數(shù)的增多，這種組分濃度累積越來(lái)越大，結(jié)果使得晶須樣品受到了沾染，晶須純度降低以致不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)選地，當(dāng)步驟S3暴曬后的苦鹵中的鎂離子濃度為2.1～3.1mol/L時(shí)，可加入NaOH溶液，進(jìn)行下一次循環(huán)。

優(yōu)選地，步驟S3所述暴曬的時(shí)間為3天。