[發明專利]一種電解鎂用熔鹽電解質的連續制備方法

有效

• 申請號: 202110383198.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113104870B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 盧旭晨;張志敏;閆巖;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: C01F5/30
• 分類號: C01F5/30;C01F5/32;C25C3/04
• 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

1.一種電解鎂用熔鹽電解質的連續制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

S1. 將含鎂原料與氯化銨混合均勻，得到含鎂原料與氯化銨的混合物；

S2. 將上述含鎂原料與氯化銨的混合物按照如下條件在反應器中布料：該混合物物料高度與物料最大橫截面直徑比值為0.35-28.50，混合物組成的顆粒床層的孔隙率為0.26-0.70，混合物組成的顆粒床層中孔道當量直徑為0.01-1.50mm；通過外部熱源向固體物料徑向供熱，且保證徑向邊緣與中心的溫差為12-75℃；將上述混合物在350-590℃加熱0.1-5.5小時，制備得到無水氯化鎂和低水銨光鹵石的混合物；

S3.將上述無水氯化鎂和低水銨光鹵石的混合物與其它金屬氯化物進行混勻，保證混勻后混合物物料高度與最大橫截面直徑的比值為0.25-3.50；將該混勻后混合物在500-880℃加熱反應0.2-4.0小時，并控制該混合物的熔化時間為0.1-1.2小時，制備得到啟動電解槽用的電解質熔體；

S4. 重復步驟S1和S2，將電解制備金屬鎂過程中產生的低無水氯化鎂含量的電解質熔體加熱至630-880℃，并將其與步驟S2得到的無水氯化鎂和低水銨光鹵石混合物采用面接觸方式，保持混合物高度與接觸面直徑之比為0.10-6.50，混合物的熔化時間為0.10-3.85小時；熔化完畢后，將熔體加熱至600-900℃并保持高溫熔體上部空間體積與熔體體積之比為0.01-0.95，加熱制備含無水氯化鎂的熔體，作為連續電解制備金屬鎂的電解質。

2.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，含鎂原料選自由下列各項組成的組中的一種：水合氯化鎂；氧化鎂；水合銨光鹵石；水合氯化鎂和氧化鎂；水合氯化鎂和水合銨光鹵石；氧化鎂和水合銨光鹵石。

3.根據權利要求2所述的連續制備方法，其特征在于：當采用水合氯化鎂作為含鎂原料時，以水合氯化鎂的加料量為1.00重量份計，氯化銨的加料量為0.02-2.00重量份；當采用氧化鎂作為含鎂原料時，以氧化鎂的加料量為1.00重量份計，氯化銨的加料量為1.20-8.00重量份；當采用水合銨光鹵石作為所述含鎂原料時，以水合銨光鹵石的加料量為1.00重量份計，氯化銨的加料量為0.00-1.00重量份；當采用水合氯化鎂和氧化鎂為含鎂原料時，以水合氯化鎂和氧化鎂的加料量總和為1.00重量份計，氯化銨的加料量為0.08-6.50重量份；當采用水合氯化鎂和水合銨光鹵石為含鎂原料時，以水合氯化鎂和水合銨光鹵石的加料量總和為1.00重量份計，氯化銨的加料量為0.00-1.25重量份；當采用氧化鎂和水合銨光鹵石為含鎂原料時，以氧化鎂和水合銨光鹵石的加料量總和為1.00重量份計，氯化銨的加料量為0.45-5.50重量份。

4.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，無水氯化鎂和低水銨光鹵石的混合物中，無水氯化鎂的含量為10.00-75.00wt.%；低水銨光鹵石中水含量小于10.5wt.%，低水銨光鹵石中氯化銨含量為3.5-35.5wt.%。

5.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，以無水氯化鎂和低水銨光鹵石的混合物的加料總量為1.00重量份計，其它金屬氯化物的加料量為1.50-9.00重量份。

6.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，其它金屬氯化物選自由下列各項組成的組中的一種：氯化鈉；氯化鉀；氯化鈉和氯化鉀；氯化鈉、氯化鉀和氯化鈣；氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣和氯化鋇。

7.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，電解制備金屬鎂過程中產生的低無水氯化鎂含量的電解質熔體中氯化鉀和氯化鈉的含量之和為42-80wt.%且電解質熔體凝固溫度為450-650℃，作為連續制備電解質熔體的原料。

8.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，以無水氯化鎂和低水銨光鹵石的混合物的加料量為1.00重量份計，低無水氯化鎂含量的電解質熔體的加料量為2.20-6.80重量份。

9.根據權利要求1所述的連續制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，連續生產過程中釋放的氯化銨進行回收并返回步驟S1中再利用。