[發明專利]一種利用太陽能從苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須的方法

在審

• 申請號: 201710442559.3
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107687019A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 吳健松
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: C30B7/14
• 分類號: C30B7/14;C30B29/62;C30B29/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 張月光,林偉斌

技術領域

本發明屬于鹽化工技術領域。更具體地，涉及一種利用太陽能從苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須的方法。

背景技術

從鹽湖苦鹵、海水苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須，目前主要是利用電能或煤氣燃燒放出的熱能。太陽能作為一種新能源，每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，其總量屬現今世界上可以開發的最大能源。它與常規能源如電能等相比有三大特點：第一：它是人類可以利用的最豐富的能源。據估計，在過去漫長的11億年中，太陽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，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，尤其對交通并不發達的青海鹽湖、海島等偏遠地區更具重要意義。第三：太陽能是一種潔凈的能源。在利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣、也沒有噪音，更不會影響生態平衡。絕對不會造成污染和公害。這和低能耗、清潔環保地利用鹽湖資源是高度相一致的，對既可低成本、高值地開發利用鹽湖資源，又保護鹽湖生態環境有重要的科學意義。

不經提純分離直接生產鎂鹽晶須，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，這是晶須與其他無定形沉淀的很大區別，無定形沉淀如絮凝狀氫氧化鎂卻是非常容易吸咐、夾帶雜質的。

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、無缺餡、或極少缺餡、難吸附雜質、難被雜質沾染的特性)，因此，制備過程不存在復雜的除雜，只要將晶須樣品用水洗滌即可。

晶須自潔性的科學依據是：第一，如上文所述，晶須不含(或極少含)有缺陷；第二，晶須表面力場呈高度對稱分布且比表面積小，因而不易吸附雜質。根據表面化學理論，表面力場越對稱的、比表面積越小的，對雜質的吸附能力就越小，很難發生化學吸附。第三，晶須在生長過程中要求生長基元必須具有特定的穩定能，否則不能進入晶格。不過，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去除。但是，晶須筆直生長發揮其自潔性是有條件的，并不是在任何情況下都不會吸附雜質，被雜質沾染。這個條件指的就是晶須生長體系合適的化學物理條件，如堿的濃度與加入量、體系pH值、反應溫度、反應時間等。因此，如何利用太陽能及晶須自潔性從苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須是當前迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的缺陷和不足，提供一種利用太陽能從苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須的方法。

本發明的上述目的是通過以下技術方案給予實現的：

一種利用太陽能從苦鹵中制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須的方法，包括如下步驟：

S1.過濾苦鹵中的不溶物；

S2.將過濾后的苦鹵引入至鹽田或透明容器中，于太陽光下暴曬至35～45℃；

S3.向暴曬后的苦鹵中加入0.2～2mol/L NaHCO₃溶液，于太陽光下暴曬2～4 天，再過濾苦鹵，即可得到空心管狀堿式碳酸鎂晶須；

步驟S3所述NaHCO₃溶液與苦鹵的體積比為1～2：1。

本發明通過兩種不同的暴曬方式來制備空心管狀堿式碳酸鎂晶須，當鹽湖或海水的苦鹵中的氯化鎂達到飽和時，在風吹或太陽照射下同時加入一定量的 NaHCO₃，即可生成相應的空心管狀堿式碳酸鎂晶須，其反應式如下：

空心管狀堿式碳酸鎂晶須經過濾分離后，收集可得空心管狀堿式碳酸鎂晶須。濾液中主要是水、氯化鈉和其他可溶性鹽等物質，此時，濾液體系中鎂離子濃度必然減小。如果將濾液繼續讓太陽暴曬，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，但碳酸鎂卻不會析出，因此碳酸鎂的濃度必然增大(空心管狀堿式碳酸鎂晶須的生長要求碳酸鎂有一定的濃度)。此時，如果再向體系中注入堿即可進入新一輪的循環。但同時，這種循環也是有限度的而不能無止境循環下去。這是因為：氯化鈉、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，且隨著循環次數的增多，這種組分濃度累積越來越大，結果使得晶須樣品受到了沾染，晶須純度降低以致不符合國家標準。

優選地，當步驟S3暴曬后的苦鹵中的鎂離子濃度為2.1～3.1mol/L時，可加入NaHCO₃溶液，進行下一次循環。

優選地，步驟S3所述暴曬時間為3天。