[發明專利]一種利用鹵水制備無水銨鎂復鹽的方法

在審

• 申請號: 202110383124.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113044860A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 盧旭晨;閆巖;張志敏;王天華;薛立強;李金沙
• 申請（專利權）人: 河北大有鎂業有限責任公司;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01F5/00
• 分類號: C01F5/00;C01C1/16
• 代理公司: 石家莊知住優創知識產權代理事務所(普通合伙) 13131
• 代理人: 王麗巧

本發明公開了一種利用鹵水制備無水銨鎂復鹽的方法，包括以下步驟：S1.向精制鹵水中加入定量的氯化銨，配制80?90℃溫度下的飽和溶液；S2.將步驟S1配制的飽和溶液冷卻至30?40℃，進行冷卻結晶，固液分離后獲得含水銨鎂復鹽晶體；S3.將步驟S2固液分離后的濾液蒸發濃縮至80?90℃溫度下的飽和溶液，與步驟S1配制的新鮮飽和溶液混合后再進行步驟S2冷卻結晶，實現濾液的循環利用；S4.將步驟S2得到的含水銨鎂復鹽晶體進行動態干燥和深度脫水，獲得無水銨鎂復鹽。本發明生產成本低，工藝簡單，生產的無水銨鎂復鹽純度高、質量穩定。

技術領域

本發明屬于無機化工技術領域，具體涉及一種利用鹵水制備無水銨鎂復鹽的方法。

背景技術

目前，熱還原法和電解法是工業上兩種主要的冶煉金屬鎂的方法。雖然熱還原法工藝簡單、生產成本略低，但是由于其生產過程排放溫室氣體過多，對環境影響嚴重而受到詬病。相對而言，電解法生產過程比較清潔。由于熱還原法冶煉金屬鎂的原料是白云石，如果以我國青海鹽湖生產氯化鉀副產的氯化鎂為主要化學組分的鹵水資源作為原料生產金屬鎂，只能選擇電解無水氯化鎂法工藝。電解法煉鎂的電解質熔鹽體系是將無水氯化鎂與其它鹽類（例如，氯化鉀、氯化鈉等）按比例物理混合、熔融制得。長期以來，制備無水氯化鎂一直是電解法煉鎂過程的技術瓶頸，也是成本偏高的主要因素之一。

依據原料和工藝的不同，無水氯化鎂的制備方法主要有四種：

（1）氯化氫氣體氛圍下氯化鎂水合物的直接熱解脫水。鹵水原料液經除雜精制、溶液蒸發、冷卻結晶可以獲得氯化鎂水合物晶體。含水氯化鎂晶體如果在空氣氛圍下加熱脫水則發生徹底水解、生成氧化鎂和氯化氫氣體；含水氯化鎂晶體如果在大量的氯化氫氣體氛圍下加熱脫水，則可以避免發生嚴重水解，得到的無水氯化鎂滿足電解煉鎂工藝的要求。目前，氯化鎂水合物在氯化氫氣體保護下脫水制備無水氯化鎂是工業電解法煉鎂過程制備無水氯化鎂的相對成熟工藝。但是，該方法的主要問題是氯化氫是腐蝕性氣體，高溫下會引起設備嚴重腐蝕；而且副反應只能抑制，并不能完全防止，得到的無水氯化鎂中氧化鎂含量較高，無水氯化鎂純度不高，影響電解過程的電流效率；此外，該方法成本較高，制約電解法煉鎂工藝的競爭力。

（2）菱鎂礦煅燒、氯化制備無水氯化鎂。菱鎂礦高溫煅燒生成氧化鎂，氧化鎂高溫下與氯氣反應生成無水氯化鎂。該方法需要大量的氯氣，因此安全和環境污染是兩個比較突出的問題。現在該工藝很少被采用。

（3）氨絡合法制備無水氯化鎂。ZL200710179865.9等專利提出，水氯鎂石原料溶于有機溶劑，采取蒸餾脫除其中的水分，形成無水氯化鎂有機溶液，然后向無水氯化鎂有機溶劑中通入氨氣，得到氯化鎂氨絡合物晶體，氨絡合物晶體受熱脫氨，得到高純無水氯化鎂。得到的無水氯化鎂與其它鹽類一起熔融制備電解法冶煉金的電解質熔鹽。該方法具有工藝條件溫和、產品純度高、廢棄物排放少、易于規模化生產等優點，是制備高純無水氯化鎂的先進工藝。該方法還沒有得到工業應用。

（4）復鹽法制備無水氯化鎂。將氯化鎂與其它特定的鹽類發生固相反應或者溶液結晶形成含水復鹽，然后再脫水可以得到滿足電解煉鎂工藝要求的無水氯化鎂。ZL201110393808.7提出一種由六水氯化鎂制備無水氯化鎂的方法，將六水氯化鎂與氯化銨固體物料混合球磨、然后加熱脫水制備無水氯化鎂。ZL201710601232.6提出將固體六水氯化鎂與固體氯化銨在小于100℃溫度下發生固相反應，形成復鹽，然后添加適量氯化銨在200-350℃徹底脫水，得到無水復鹽和氯化銨的混合物，真空條件下熱分解并蒸餾脫氯化銨，得到無水氯化鎂物料。還有氯化鎂水合物與鹽酸苯胺形成復鹽，然后加熱分解，得到無水氯化鎂物料的研究報道。

目前，電解法煉鎂工藝面臨的瓶頸問題：電解工藝對無水氯化鎂電解質熔鹽純度要求很高，制得滿足電解要求的無水氯化鎂電解質成本很高，導致電解鎂生產成本過高，產品缺少競爭力。因此，這就要求在制備無水氯化鎂的過程中要極力避免水合氯化鎂發生水解，盡量減小電解質熔鹽中氧化鎂的含量。更重要地，要求技術創新，提出生產成本較低的新技術。

發明內容