專利名稱：一種利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工和冶金原料的制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是使用胺類的鹽酸鹽與水氯鎂石形成復(fù)鹽，進(jìn)而分解的一種利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的方法。
背景技術(shù)：
鎂是重要的有色金屬，比鋁輕，且能與其它金屬構(gòu)成高強(qiáng)度合金，應(yīng)用領(lǐng)域廣。鎂的冶煉方法有硅熱法和電解法等，由于硅熱法煉鎂耗能高，環(huán)保條件差，電解法是一種新的生產(chǎn)工藝，工業(yè)應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大。電解法煉鎂需高純的無水氯化鎂作原料，無水氯化鎂是一種重要的化工和冶金原料，除了用來電解制備金屬鎂外，還廣泛地用作催化劑載體、干燥劑、染整中樹脂整理劑等。
水氯鎂石存在于鹽湖中。我國青海察爾汗鹽湖鎂資源十分豐富，儲(chǔ)量為40億噸，居世界第二，占世界總儲(chǔ)量的1/3，這些豐富的鹽湖資源為制備無水MgCl2提供了原料保障。將水氯鎂石從六個(gè)結(jié)晶水脫至兩個(gè)結(jié)晶水比較容易，但進(jìn)一步受熱脫水時(shí)，氯化鎂會(huì)水解成堿式氯化鎂，不能得到純的無水氯化鎂。以水氯鎂石為原料制取高純度無水氯化鎂也已是多年來世界各國努力研究的課題。
常用的水氯鎂石脫水方法主要有氣體保護(hù)的加熱脫水法、有機(jī)溶劑蒸餾與分子篩脫水法和氯化鎂復(fù)鹽及絡(luò)合物分解脫水法等。氣體保護(hù)的加熱脫水法是在無水的HCl或Cl2環(huán)境中對(duì)水合氯化鎂進(jìn)行脫水，缺點(diǎn)是需要大量的HCl或Cl2氣體，能耗大，高溫下設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。有機(jī)溶劑蒸餾與分子篩脫水法是利用氯化鎂水合物易溶于極性有機(jī)醇溶劑，采用蒸餾或分子篩吸附可得到氯化鎂的無水醇溶液，進(jìn)一步蒸餾分離，最終得到無水氯化鎂。該方法的不足之處是需要多步分離，能耗大，產(chǎn)品雜質(zhì)多，對(duì)后續(xù)電解有不利影響。復(fù)鹽及絡(luò)合物分解脫水法是利用其他物質(zhì)(可稱為脫水劑)與水氯鎂石形成復(fù)鹽或絡(luò)合物，再依次脫去結(jié)晶水和脫水劑得到無水氯化鎂。從目前來看，復(fù)鹽或絡(luò)合物分解脫水法具有良好的工業(yè)化前景。
Dolezal在美國專利US3962408中提出的方法即為一種復(fù)鹽分解脫水法，該方法利用胺類(如乙二胺、三乙胺、苯胺等)的鹽酸鹽與水氯鎂石制成復(fù)鹽，進(jìn)而加熱依次脫去結(jié)晶水和鹽酸鹽制備無水氯化鎂。該方法沒有通常氯化鎂復(fù)鹽及絡(luò)合物分解脫水法中中間體分解產(chǎn)生HCl和NH3等腐蝕性氣體的不利因素，因此優(yōu)勢(shì)明顯。然而US3962408沒有提出確切的實(shí)現(xiàn)方法，沒有就具體工藝流程和所需的設(shè)備作進(jìn)一步的探討。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是充分利用我國的鹽湖資源，生產(chǎn)一種適合電解法煉鎂的原料-高純無水氯化鎂。具體地說，本發(fā)明就是在Dolezal方法基礎(chǔ)上，利用鹽酸苯胺作為脫水劑與水氯鎂石形成復(fù)鹽，然后進(jìn)行加熱脫水分解制備無水氯化鎂的一種利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的方法。
本發(fā)明提出了具體的工藝流程和實(shí)現(xiàn)該工藝流程的相應(yīng)裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是首先利用鹽酸苯胺與水氯鎂石反應(yīng)生成鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽，然后通過噴霧法將復(fù)鹽干燥并造粒形成適合流態(tài)化的復(fù)鹽顆粒，最后依次通過流化床脫去結(jié)晶水和鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂產(chǎn)品。
鹽酸苯胺與六水氯化鎂反應(yīng)生成的復(fù)鹽中結(jié)晶水的空間配位構(gòu)型和能量發(fā)生變化，在180℃溫度下脫除所有的六個(gè)結(jié)晶水。繼續(xù)升高溫度，在250～320℃溫度下進(jìn)一步發(fā)生熱分解脫去鹽酸苯胺，得到目的產(chǎn)物無水氯化鎂。
本發(fā)明具體的制備過程由下列幾個(gè)步驟完成1)鹽酸苯胺的合成將鹽酸與苯胺按摩爾比為1∶1混合，在加熱溫度為40～65℃下攪拌20～40min后得到鹽酸苯胺，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)，在混合池中進(jìn)行鹽酸苯胺的合成，或用成品。
2)鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽的制備將水氯鎂石和鹽酸苯胺以1～2∶1的摩爾比混合，為了各物質(zhì)能混合均勻，加入相對(duì)鹽酸苯胺的摩爾比為0.2～2的水，在70～90℃下攪拌、溶解成均相制得。
3)復(fù)鹽的干燥與造粒采用噴霧干燥造粒方法，將復(fù)鹽溶液送入造粒噴嘴，噴出到高溫干燥塔中，控制溫度在100～130℃范圍內(nèi)，利用塔內(nèi)高速流動(dòng)的熱空氣，將造粒噴嘴噴出的復(fù)鹽溶液瞬間干燥形成大小均勻的顆粒。利用重力原理將大小均勻的復(fù)鹽顆粒收集，冷卻即成不含吸附水適于流化的復(fù)鹽顆粒。
4)復(fù)鹽在流化床中脫水在脫水過程中流化床的床層溫度為160～200℃，脫水時(shí)間25～40min，以測(cè)水指示劑或二氧化硅干燥劑指示結(jié)果為主，判斷脫水效果，反應(yīng)結(jié)束。
5)脫水的復(fù)鹽在流化床中脫鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂；脫完水的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2送入第二個(gè)流化床即脫鹽酸苯胺流化床。脫鹽酸苯胺過程所需的溫度為250～320℃，流化氣為惰性氣體(氮?dú)?，鹽酸苯胺的沸點(diǎn)為245℃，所以在該流化溫度下鹽酸苯胺以氣體形式脫除，隨惰性流化氣體一同進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中與氣相夾帶的部分無水氯化鎂產(chǎn)品分離開來，離開旋風(fēng)分離器后氣相經(jīng)過冷凝器，在冷凝器中鹽酸苯胺冷凝成為液體，再循環(huán)至復(fù)鹽合成工序重復(fù)使用，惰性流化氣則排出體系。
復(fù)鹽溶液可以用壓縮空氣進(jìn)行霧化分散(即壓縮空氣的兩相噴嘴)，也可以通過壓力噴嘴霧化，而不使用壓縮空氣。
噴霧造粒過程可選用該工序所得顆粒中粒度較小的部分作為籽晶顆粒，由晶種進(jìn)口加入，經(jīng)氣體分布板均布的氣體使籽晶顆粒處于流化狀態(tài)。籽晶不斷接受復(fù)鹽融溶液噴嘴產(chǎn)生的霧滴，霧滴干燥后均勻包覆在籽晶顆粒表面使顆粒長大。最后經(jīng)冷卻收集后得到適合流化的顆粒從出料口排出。控制噴霧造粒的工藝條件，可生產(chǎn)出具有適合流化，顆粒尺寸范圍為0.4～3mm的復(fù)鹽顆粒。
在噴霧造粒工序中，為了避免由于溫度梯度引起的復(fù)鹽鹽水的固化或滯塞，需要蒸氣伴隨加熱進(jìn)料供給設(shè)備例如管道、閥門和泵等。
在流態(tài)化噴霧造粒過程和后續(xù)的流態(tài)化脫水和流態(tài)化脫鹽酸苯胺過程中，為了避免潮濕氣體(空氣或氮?dú)?進(jìn)入，同時(shí)也為了使流化床內(nèi)保持所需溫度，需要將進(jìn)床的氣體(空氣或氮?dú)?加熱?？梢酝ㄟ^離心式風(fēng)機(jī)輸送流化氣體，然后通過電加熱或者使用燃燒爐通過熱交換器間接加熱的方法對(duì)進(jìn)塔氣體進(jìn)行預(yù)熱。流化氣體(空氣或氮?dú)?的流速為0.2～2m/s。
脫水流化床所用流化介質(zhì)可以選為普通空氣，脫鹽酸苯胺流化床流化介質(zhì)為氮?dú)舛荒苡每諝猓驗(yàn)樵擉w系為密閉體系，如果選用空氣所得到的無水氯化鎂會(huì)很快吸濕。
本發(fā)明是一條綠色的脫水工藝路線，其優(yōu)點(diǎn)和積極效果充分體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面1)從設(shè)備選用來看，本發(fā)明幾個(gè)主要過程噴霧造粒、脫水、脫鹽酸苯胺都采用流態(tài)化方法在流化床中進(jìn)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，操作方便、能耗低。
2)用該法生產(chǎn)的高純無水氯化鎂MgCl2的利用率可達(dá)99.5％以上，無水氯化鎂中MgO的含量＜0.5％，滿足電解法煉鎂的工藝要求，用該方法生產(chǎn)的無水氯化鎂煉鎂對(duì)電解設(shè)備腐蝕性小，電解過程中電流效率高。
3)與其他工藝相比，該工藝操作條件溫和，能耗低；此外，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了物料的循環(huán)利用，基本沒有“三廢”排放，大大降低了煉鎂的生產(chǎn)成本。
4)生產(chǎn)過程中不利用有毒有害氣體(如HCl、Cl2)作保護(hù)氣，對(duì)設(shè)備材質(zhì)無特殊要求，勞動(dòng)環(huán)境勞動(dòng)條件大為改善，對(duì)設(shè)備的防腐要求也大為降低。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明設(shè)備示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的方法。如圖1所示，本發(fā)明具體的制備過程由下列幾個(gè)步驟完成1)鹽酸苯胺的合成將鹽酸與苯胺按摩爾比為1∶1混合，在加熱至溫度40～65℃下攪拌20～40min后得到鹽酸苯胺，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)，在混合池中進(jìn)行鹽酸苯胺的合成，或用成品。
2)鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽的制備將水氯鎂石和鹽酸苯胺以1.1∶1的摩爾比混合，為了各物質(zhì)能混合均勻，加入相對(duì)鹽酸苯胺的摩爾比為0.2～2的水，在85℃下攪拌、溶解成均相制得。
3)復(fù)鹽的干燥與造粒采用噴霧干燥造粒方法，將復(fù)鹽溶液送入造粒噴嘴，噴出到高溫干燥塔中，控制溫度在100～130℃范圍內(nèi)，利用塔內(nèi)高速流動(dòng)的熱空氣，將造粒噴嘴噴出的復(fù)鹽溶液瞬間干燥形成大小均勻的顆粒。利用重力原理將大小均勻的復(fù)鹽顆粒收集，冷卻即成不含吸附水適于流化的復(fù)鹽顆粒。
4)復(fù)鹽在流化床中脫水在脫水過程中流化床的床層溫度為160～200℃，脫水時(shí)間25～40min，以測(cè)水指示劑或二氧化硅干燥劑指示結(jié)果為主，判斷脫水效果，反應(yīng)結(jié)束。
5)脫水的復(fù)鹽在流化床中脫鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂；脫完水的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2送入第二個(gè)流化床即脫鹽酸苯胺流化床。脫鹽酸苯胺過程所需的溫度為250～320℃，流化氣為惰性氣體(氮?dú)?，鹽酸苯胺的沸點(diǎn)為245℃，所以在該流化溫度下鹽酸苯胺以氣體形式脫除，隨惰性流化氣體一同進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中與氣相夾帶的部分無水氯化鎂產(chǎn)品分離開來，離開旋風(fēng)分離器后氣相經(jīng)過冷凝器，在冷凝器中鹽酸苯胺冷凝成為液體，再循環(huán)至復(fù)鹽合成工序重復(fù)使用，惰性流化氣則排出體系。
復(fù)鹽溶液可以用壓縮空氣進(jìn)行霧化分散(即壓縮空氣的兩相噴嘴)，也可以通過壓力噴嘴霧化，而不使用壓縮空氣。
噴霧造粒過程可選用該工序所得顆粒中粒度較小的部分作為籽晶顆粒，由晶種進(jìn)口加入，經(jīng)氣體分布板均布的氣體使籽晶顆粒處于流化狀態(tài)。籽晶不斷接受復(fù)鹽融溶液噴嘴產(chǎn)生的霧滴，霧滴干燥后均勻包覆在籽晶顆粒表面使顆粒長大。最后經(jīng)冷卻收集后得到適合流化的顆粒從出料口排出?？刂茋婌F造粒的工藝條件，可生產(chǎn)出具有適合流化，顆粒尺寸范圍為0.4～3mm的復(fù)鹽顆粒。
在噴霧造粒工序中，為了避免由于溫度梯度引起的復(fù)鹽鹽水的固化或滯塞，需要蒸氣伴隨加熱進(jìn)料供給設(shè)備例如管道、閥門和泵等。
在流態(tài)化噴霧造粒過程和后續(xù)的流態(tài)化脫水和流態(tài)化脫鹽酸苯胺過程中，為了避免潮濕氣體(空氣或氮?dú)?進(jìn)入，同時(shí)也為了使流化床內(nèi)保持所需溫度，需要將進(jìn)床的氣體(空氣或氮?dú)?加熱?？梢酝ㄟ^離心式風(fēng)機(jī)輸送流化氣體，然后通過電加熱或者使用燃燒爐通過熱交換器間接加熱的方法對(duì)進(jìn)塔氣體進(jìn)行預(yù)熱。流化氣體(空氣或氮?dú)?的流速為0.2～2m/s。
脫水流化床所用流化介質(zhì)可以選為普通空氣，脫鹽酸苯胺流化床流化介質(zhì)為氮?dú)舛荒苡每諝?，因?yàn)樵擉w系為密閉體系，如果選用空氣所得到的無水氯化鎂會(huì)很快吸濕。
所涉及的復(fù)鹽脫水及脫鹽酸苯胺過程可由下述化學(xué)方程式(1)和(2)來表示
需要指出的是，在200℃左右溫度下，水氯鎂石中所含有的少量氧化鎂能夠與鹽酸苯胺反應(yīng)生成鹽酸苯胺-氯化鎂復(fù)鹽(即初始復(fù)鹽在180℃下脫除結(jié)晶水的產(chǎn)物)，如化學(xué)方程式(3)所示。這時(shí)產(chǎn)生的復(fù)鹽與180℃下脫水的產(chǎn)物一同升溫至250～320℃溫度下脫去鹽酸苯胺。因此在所得最終產(chǎn)物中MgO含量很少，可以滿足電解法煉鎂的工藝要求。
本發(fā)明具體的制備過程由下列幾個(gè)步驟完成1)鹽酸苯胺的合成將鹽酸與苯胺按摩爾比為1∶1混合，在加熱至溫度40～65℃下攪拌20～40min后得到鹽酸苯胺，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化時(shí)，在混合池中進(jìn)行鹽酸苯胺的合成，或用成品。
2)鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽的制備將水氯鎂石和鹽酸苯胺以1.1∶1的摩爾比混合，為了各物質(zhì)能混合均勻，加入相對(duì)鹽酸苯胺的摩爾比為0.2～2的水，在85℃下攪拌、溶解成均相制得。
3)復(fù)鹽的干燥與造粒采用噴霧干燥造粒方法，將復(fù)鹽溶液送入造粒噴嘴，噴出到高溫干燥塔中，控制溫度在100～130℃范圍內(nèi)，利用塔內(nèi)高速流動(dòng)的熱空氣，將造粒噴嘴噴出的復(fù)鹽溶液瞬間干燥形成大小均勻的顆粒。利用重力原理將大小均勻的復(fù)鹽顆粒收集，冷卻即成不含吸附水適于流化的復(fù)鹽顆粒。
4)復(fù)鹽在流化床中脫水在脫水過程中流化床的床層溫度為160～200℃，脫水時(shí)間25～40min，以測(cè)水指示劑或二氧化硅干燥劑指示結(jié)果為主，判斷脫水效果，反應(yīng)結(jié)束。
5)脫水的復(fù)鹽在流化床中脫鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂；脫完水的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2送入第二個(gè)流化床即脫鹽酸苯胺流化床。脫鹽酸苯胺過程所需的溫度為250～320℃，流化氣為惰性氣體(氮?dú)?，鹽酸苯胺的沸點(diǎn)為245℃，所以在該流化溫度下鹽酸苯胺以氣體形式脫除，隨惰性流化氣體一同進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中與氣相夾帶的部分無水氯化鎂產(chǎn)品分離開來，離開旋風(fēng)分離器后氣相經(jīng)過冷凝器，在冷凝器中鹽酸苯胺冷凝成為液體，再循環(huán)至復(fù)鹽合成工序重復(fù)使用，惰性流化氣則排出體系。
復(fù)鹽溶液可以用壓縮空氣進(jìn)行霧化分散(即壓縮空氣的兩相噴嘴)，也可以通過壓力噴嘴霧化，而不使用壓縮空氣。
噴霧造粒過程可選用該工序所得顆粒中粒度較小的部分作為籽晶顆粒，由晶種進(jìn)口加入，經(jīng)氣體分布板均布的氣體使籽晶顆粒處于流化狀態(tài)。籽晶不斷接受復(fù)鹽融溶液噴嘴產(chǎn)生的霧滴，霧滴干燥后均勻包覆在籽晶顆粒表面使顆粒長大。最后經(jīng)冷卻收集后得到適合流化的顆粒從出料口排出。控制噴霧造粒的工藝條件，可生產(chǎn)出具有適合流化，顆粒尺寸范圍為0.4～3mm的復(fù)鹽顆粒。
在噴霧造粒工序中，為了避免由于溫度梯度引起的復(fù)鹽鹽水的固化或滯塞，需要蒸氣伴隨加熱進(jìn)料供給設(shè)備例如管道、閥門和泵等。
在流態(tài)化噴霧造粒過程和后續(xù)的流態(tài)化脫水和流態(tài)化脫鹽酸苯胺過程中，為了避免潮濕氣體(空氣或氮?dú)?進(jìn)入，同時(shí)也為了使流化床內(nèi)保持所需溫度，需要將進(jìn)床的氣體(空氣或氮?dú)?加熱?？梢酝ㄟ^離心式風(fēng)機(jī)輸送流化氣體，然后通過電加熱或者使用燃燒爐通過熱交換器間接加熱的方法對(duì)進(jìn)塔氣體進(jìn)行預(yù)熱。流化氣體(空氣或氮?dú)?的流速為0.2～2m/s。
脫水流化床所用流化介質(zhì)可以選為普通空氣，脫鹽酸苯胺流化床流化介質(zhì)為氮?dú)舛荒苡每諝?，因?yàn)樵擉w系為密閉體系，如果選用空氣所得到的無水氯化鎂會(huì)很快吸濕。
下面結(jié)合附圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2所示為利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的設(shè)備示意圖。該設(shè)備由混合槽1通過輸送管和造粒流化床3內(nèi)的造粒噴嘴2連接，篩子5連接在造粒流化床3和脫水流化床6之間，脫水流化床6再和脫鹽酸苯胺流化床8聯(lián)通，在二者的左邊分別并聯(lián)一個(gè)旋風(fēng)分離器7；在每個(gè)流化床的底部安裝有通氣管道和氣體加熱器4，每個(gè)流化床的下部安裝有氣體分布板10，冷凝器9安裝在與脫鹽酸苯胺流化床8并聯(lián)的旋風(fēng)分離器7的氮?dú)馀艢饪诠苈飞稀?br> 所用脫水劑為鹽酸苯胺，可選用成品，也可以通過鹽酸和苯胺按如下方法制備將鹽酸與苯胺按摩爾比為1∶1混合，在加熱溫度為50℃下攪拌30min后得到。將水氯鎂石和鹽酸苯胺以1.1∶1的摩爾比混合，為了各物質(zhì)能混合均勻，可加相對(duì)鹽酸苯胺的摩爾比0.2～2的水，在85℃下攪拌溶解成均相。鹽酸苯胺的合成在帶加熱攪拌的混合槽1中進(jìn)行。
采用噴霧干燥造粒方法，將復(fù)鹽溶液送入造粒噴嘴2，噴出到高溫造粒流化床3中，造粒流化床溫度范圍在100～130℃，利用塔內(nèi)高速流動(dòng)的熱空氣，將造粒噴嘴2噴出的復(fù)鹽溶液瞬間干燥形成大小均勻的顆粒。復(fù)鹽溶液可以用壓縮空氣進(jìn)行霧化分散，壓縮空氣的優(yōu)選壓力為1～6bar，該空氣應(yīng)具有與原料溶液相同的溫度。也可以不用壓縮空氣在高達(dá)60bar(優(yōu)選的是20～30bar)的壓力下通過壓力噴嘴霧化。
利用重力原理將大小均勻的復(fù)鹽顆粒收集，出塔冷卻后通過篩子5進(jìn)行初步篩選即得到不含吸附水的、顆粒尺寸范圍為0.4～3mm，適合流化的復(fù)鹽顆粒。尺寸較小的顆粒可以從晶種進(jìn)口返回噴霧流化床作為籽晶顆粒，經(jīng)氣體分布板10均布的氣體使籽晶顆粒處于流化狀態(tài)。籽晶不斷接受造粒噴嘴2噴出的復(fù)鹽融溶液產(chǎn)生的霧滴，霧滴干燥后均勻包覆在籽晶顆粒表面使顆粒長大。
在噴霧造粒工序中，為了避免由于溫度梯度引起的復(fù)鹽鹽水的固化或滯塞，需要蒸氣伴隨加熱進(jìn)料供給設(shè)備例如管道、閥門和泵等。
在流態(tài)化噴霧造粒過程和后續(xù)的流態(tài)化脫水和流態(tài)化脫鹽酸苯胺過程中，為了避免潮濕氣體(空氣或氮?dú)?進(jìn)入，同時(shí)也為了使流化床內(nèi)保持所需溫度，需要將進(jìn)床的氣體(空氣或氮?dú)?加熱。本發(fā)明中利用間接氣體燃燒爐4加熱(也可采用電熱風(fēng)機(jī)加熱)。流化空氣(或氮?dú)?流速為0.2～2m/s。
造粒工序所得復(fù)鹽顆粒進(jìn)入脫水流化床6進(jìn)行脫水，所用流化介質(zhì)為普通空氣。在脫水過程中流化床的床層溫度為180～200℃左右，脫水時(shí)間大約30min，以測(cè)水指示劑(或二氧化硅干燥劑)指示結(jié)果為主判斷脫水反應(yīng)的結(jié)束。脫完水的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2送入脫鹽酸苯胺流化床8。脫鹽酸苯胺過程所需的溫度范圍為250～320℃，流化氣為氮?dú)釴2。脫除下來的鹽酸苯胺以氣體形式隨惰性流化氣體N2一同進(jìn)入旋風(fēng)分離器7，在旋風(fēng)分離器中與氣相中夾帶的部分無水氯化鎂產(chǎn)品分離開來，離開旋風(fēng)分離器后氣相經(jīng)過冷凝器9，在冷凝器中鹽酸苯胺冷凝成為液體，然后循環(huán)至復(fù)鹽合成工序進(jìn)入混合槽1中重復(fù)使用，惰性流化氣則排出體系。從流化床8中即可得到目的產(chǎn)物無水氯化鎂。
權(quán)利要求
1.一種利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的方法，其特征在于，首先利用鹽酸苯胺與水氯鎂石反應(yīng)生成鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽，然后通過噴霧法將復(fù)鹽干燥并造粒形成適合流態(tài)化的復(fù)鹽顆粒，最后依次通過流化床脫去結(jié)晶水和鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的方法，其特征在于，具體的制備過程如下1)鹽酸苯胺的合成將鹽酸與苯胺按摩爾比為1∶1混合，在加熱溫度為40～65℃下攪拌20～40min后得到鹽酸苯胺，或用成品；2)鹽酸苯胺-六水氯化鎂復(fù)鹽的制備將水氯鎂石和鹽酸苯胺以1～2∶1的摩爾比混合，并加入相對(duì)鹽酸苯胺的摩爾比為0.2～2的水，使各物質(zhì)能混合均勻，在70～90℃下攪拌、溶解成均相；3)復(fù)鹽的干燥與造粒采用噴霧干燥造粒方法，將復(fù)鹽溶液送入造粒噴嘴，噴出到高溫干燥塔中，控制溫度在100～130℃范圍內(nèi)，利用塔內(nèi)高速流動(dòng)的熱空氣，將造粒噴嘴噴出的復(fù)鹽溶液瞬間干燥形成大小均勻的顆粒；利用重力原理將大小均勻的復(fù)鹽顆粒收集，冷卻即成不含吸附水適于流化的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2顆粒；4)復(fù)鹽在流化床中脫水在脫水過程中流化床的床層溫度為160～200℃，脫水時(shí)間25～40min，以測(cè)水指示劑或二氧化硅干燥劑指示結(jié)果為主，判斷脫水效果，反應(yīng)結(jié)束；5)無水氯化鎂制備將步驟4)脫完水的復(fù)鹽C6H5NH2·HCl·MgCl2送入鹽酸苯胺以氣體形式，脫鹽酸苯胺過程所需的溫度為250～320℃，通人惰性流化氣，鹽酸苯胺的沸點(diǎn)為245℃，所以在該流化溫度下鹽酸苯胺以氣體形式脫除，隨惰性流化氣體一同進(jìn)入旋風(fēng)分離器，在旋風(fēng)分離器中與氣相夾帶的部分無水氯化鎂產(chǎn)品分離開來，而得到無水氯化鎂產(chǎn)品；氣體形式的鹽酸苯胺離開旋風(fēng)分離器后氣相經(jīng)過冷凝器，在冷凝器中鹽酸苯胺冷凝成為液體，再循環(huán)至復(fù)鹽合成工序重復(fù)使用，惰性流化氣則排出體系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的方法，其特征在于，所述復(fù)鹽顆粒顆粒尺寸范圍為0.4～3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的方法，其特征在于，所述流化床脫水時(shí)所用的流化介質(zhì)為空氣，流化床脫鹽酸苯胺時(shí)所用的流化介質(zhì)為氮?dú)狻?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的方法，其特征在于，所述進(jìn)床的流化氣體的加熱，通過電加熱或者使用燃燒爐通過熱交換器間接加熱的方法對(duì)進(jìn)塔氣體進(jìn)行預(yù)熱，流化氣體的流速為0.2～2m/s。
6.權(quán)利要求1所述利用水氯鎂石脫水制取無水氯化鎂的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備由混合槽(1)通過輸送管和造粒流化床(3)內(nèi)的造粒噴嘴(2)連接，篩子(5)連接在造粒流化床(3)和脫水流化床(6)之間，脫水流化床(6)再和脫鹽酸苯胺流化床(8)聯(lián)通，在二者的左邊分別并聯(lián)一個(gè)旋風(fēng)分離器(7)；在每個(gè)流化床的底部安裝有通氣管道和氣體加熱器(4)，每個(gè)流化床的下部安裝有氣體分布板(10)，冷凝器(9)安裝在與脫鹽酸苯胺流化床(8)并聯(lián)的旋風(fēng)分離器(7)的氮?dú)馀艢饪诠苈飞稀?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了屬于化工和冶金原料的制備技術(shù)領(lǐng)域的一種利用水氯鎂石脫水制備無水氯化鎂的方法，首先利用鹽酸苯胺與水氯鎂石反應(yīng)生成鹽酸苯胺－六水氯化鎂復(fù)鹽，然后通過噴霧法將復(fù)鹽干燥并造粒形成適合流態(tài)化的復(fù)鹽顆粒，最后依次通過流化床脫去結(jié)晶水和鹽酸苯胺，得到無水氯化鎂產(chǎn)品。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能耗低、流程簡(jiǎn)單、容易工業(yè)放大、不產(chǎn)生有害污染物質(zhì)、環(huán)境友好、工人勞動(dòng)環(huán)境好，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等。用該法生產(chǎn)的高純無水氯化鎂MgCl
文檔編號(hào)C01F5/00GK1944261SQ20061011432
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者吳玉龍, 楊明德, 黨杰, 胡湖生, 陳鎮(zhèn), 張建安 申請(qǐng)人:清華大學(xué)