專利名稱：利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，屬于無機化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氫氧化鎂是一種白色難溶粉末，廣泛用于PE，PP, PVC, ABS, PS, HIPS, PA, PBT，不飽和聚酯，環(huán)氧樹脂，橡膠，油漆的阻燃填充劑；在環(huán)保方面作為煙道氣脫硫劑，可代替燒堿和石灰作為含酸廢水的中和劑；用作油品添加劑，起到防腐和脫硫作用；用于電子行業(yè)、醫(yī)藥、砂糖的精制；用于保溫材料以及制造其它鎂鹽產(chǎn)品。目前利用輕燒白云石為原料制備氫氧化鎂的報道有很多，工業(yè)化最成功的工藝是碳化法，其主要工藝是先制備重鎂水，然后熱解重鎂水制備輕質(zhì)碳酸鎂，熱解輕質(zhì)碳酸鎂制備氧化鎂，氧化鎂水化可得氫氧化鎂，該工藝加工成本較高，工藝路線較長，此外還有利用銨鹽先與氧化鈣反應(yīng)提取氧化鈣并制備碳酸鈣，剩余固體即為氧化鎂，但該工藝所得氧化鎂純度較差。輕燒白云石作為一種氧化鈣和氧化鎂的混合物，如何實現(xiàn)廉價的鈣鎂分離成為一個關(guān)鍵問題。輕燒白云石在分離出氧化鈣后可用酸制備無機可溶性鎂鹽溶液，目前，使用無機可溶性鎂鹽溶液制備氫氧化鎂的制備方法主要有氫氧化鈉法、氨堿法以及氧化鈣法，氫氧化鈉法成本高，過濾洗滌困難，氨堿法氨循環(huán)量大，能耗高且氨損失量大，氧化鈣法同樣也存在過濾洗滌困難的問題，無法制備高純度氫氧化鎂。尤其是作為一種性能優(yōu)良的無機阻燃劑，氫氧化鎂所占有的市場份額一直很低，其根本原因是生產(chǎn)成本高、工藝復(fù)雜，因此新型的合成方法與工藝路線為市場所迫切需求。有機胺作為一種堿在沉淀金屬離子時與氫氧化鈉、氫氧化鈣和氨水等無機堿都是起提供OH-的作用，但有機胺價格較貴，因此工業(yè)上一般很少用于沉淀金屬離子，除非有合理的回收有機胺的方法，1992年許振良等報道了《叔胺法制備碳酸鹽的熱力學(xué)》，提及了叔胺可吸收二氧化碳，此外，還有眾多的文獻和專利報道有機胺如二乙醇胺、三乙醇胺用于回收工業(yè)尾氣中的二氧化碳。以上有機胺的利用是因為有機胺的揮發(fā)性比氨的要小，吸收二氧化碳時胺損失小，且有機胺均為水溶解度較大的胺，并可在水溶液中循環(huán)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其利用有機胺的水微溶性實現(xiàn)胺水分離，使胺能循環(huán)利用，有效降低了有機胺的使用成本。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于首先將硝酸鎂或氯化鎂配制成0. 1 4mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為10°C 100°C條件下反應(yīng)0. 5 2小時，然后過濾，得濾渣A 和濾液A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A與輕燒白云石混合攪拌，在10°C 100°C條件反應(yīng)0. 5 2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B和濾渣B ；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C和濾液C，濾渣C經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D和濾渣D，濾液D為無機可溶性鎂鹽溶液，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻， 在溫度為10°c 100°C條件下反應(yīng)0. 5 2小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。按上述方案，所述的輕燒白云石原料為含有氧化鈣和氧化鎂的混合物，氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.5 1 1之間。按上述方案，所述的的無機可溶性鎂鹽溶液為摩爾濃度為0. 1 4mol/L硝酸鎂或氯化鎂水溶液。其可由輕燒白云石原料制備。按上述方案，所述的有機胺在常壓、10°C 100°C條件下為液體，在標準條件下，酸離解常數(shù)PKa = 10 11. 5。按上述方案，所述的有機胺為二正丁胺、二正戊胺、正己胺和二正己胺中的一種或任意幾種的混合，有機胺的用量與輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2 2.4 1。按上述方案，所述的濃硫酸用量為其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為 1-1. 5 2。本方法工藝簡單，操作方便，價格低廉，可制備出高純度，且易過濾的氫氧化鎂。本方法制備的氫氧化鎂可用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。本發(fā)明所使用的原料硝酸鎂或氯化鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并需要補充循環(huán)過程中氯離子或硝酸根離子的損耗。本發(fā)明所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式如下CaO · Mg0+2R3NHX — CaX2+2R3N (可分液)+H2CHMgOCaX2+H2S04 — CaSO4 丨 +2HXMg0+2HX = MgX2+H20MgX2+2R3N+2H20 — Mg (OH) 2 I +2R3NHX其中X = Cl—或NO3-, R = H,烴基，但R不能全部為H或烴基。將本發(fā)明所得的氫氧化鎂加熱失水即可得高純氧化鎂。本發(fā)明所提供的氫氧化鎂的制備方法與傳統(tǒng)方法相比，具有以下優(yōu)點1)成本低，有機胺作為沉淀劑循環(huán)使用，同時胺循環(huán)量小，沉淀效率高，降低了生產(chǎn)原料成本；2) 能耗低，胺與溶液可以通過分液的方法分離，避免了氨堿法中的蒸氨操作，同時也避免了氨揮發(fā)對環(huán)境的污染；3)操作費用低，該方法用有機胺沉淀氫氧化鎂，使氫氧化鎂在生成時吸附一定的有機胺，從而具有疏水特性，在過濾時，過濾速度非?？欤^濾速度大于0. OlL/ s ·πι2，且易洗滌，降低了工藝的操作費用。


圖1為本發(fā)明的制備氫氧化鎂的工藝流程框圖2為實施例1所得的氫氧化鎂的掃描電鏡圖，圖上顯示氫氧化鎂為片狀，粒徑分布均勻，在0. 1-5 μ m之間。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。實施例1本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量均為lmol ;b.有機胺1份，有機胺為二正丁胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2. 1 1，使用有機胺的量為2. Imol ；c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量， 經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1 2，使用量為1.05mol;d.硝酸鎂1份，所用的量為lmol。硝酸鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中硝酸根離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將硝酸鎂配制成lmol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為20°C條件下反應(yīng)0. 5小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即硝酸二丁胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在20°C條件反應(yīng)2小時， 靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即硝酸鈣溶液) 和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即硝酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即硝酸鎂溶液) 和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1) 所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為20°C條件下反應(yīng)0. 5小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂53. 3克，得率為90%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。圖2為實施例1所得的氫氧化鎂的掃描電鏡圖，圖上顯示氫氧化鎂為片狀，粒徑分布均勻，在0. 1-5 μ m之間。實施例2本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.5 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.5mol、 lmol ；b.有機胺1份，有機胺為正己胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2.4 1，使用有機胺的量為2.4mol;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.5 2，使用量為 1. Smol ；d.硝酸鎂1份，所用的量為lmol。硝酸鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中硝酸根離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將硝酸鎂配制成4mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為70°C條件下反應(yīng)2小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即硝酸正己胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在60°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即硝酸鈣溶液) 和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即硝酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即硝酸鎂溶液) 和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1) 所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為70°C條件下反應(yīng)2小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂54克，得率為93%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例3本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.2 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.2mol、 Imol ；b.有機胺1份，有機胺為二正戊胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2.2 1，使用有機胺的量為2.2mol ;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.3 2，使用量為 1. 43mol ；d.硝酸鎂1份，所用的量為lmol。硝酸鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中硝酸根離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將硝酸鎂配制成0. lmol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為40°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即硝酸二正戊胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在30°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即硝酸鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即硝酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用； 3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即硝酸鎂溶液)和濾渣D (即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為40°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂53克，得率為89%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例4本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.3 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.3mol、 Imol ；b.有機胺1份，有機胺為二正己胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2.3 1，使用有機胺的量為2.3mol ;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.2 2，使用量為 1. 38mol ；d.硝酸鎂1份，所用的量為lmol。硝酸鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中硝酸根離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將硝酸鎂配制成1. 5mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為65°C條件下反應(yīng)0. 5小時，然后過濾，得濾渣A和濾液A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是 1)胺的還原將濾液A(即硝酸二正己胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在45°C條件反應(yīng) 2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B(即硝酸鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C (即生石膏)和濾液C(即硝酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C 備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即硝酸鎂溶液)和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備 將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為65°C條件下反應(yīng)0. 5 小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂55克，得率為94%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例5本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量均為lmol ;b.有機胺1份，有機胺為二正丁胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2. 1 1，使用有機胺的量為2. Imol ；c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量， 經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1 2，使用量為1.05mol;d.氯化鎂1份，所用的量為lmol。氯化鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中氯離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將氯化鎂配制成0. 5mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為20°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即氯化二正丁胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在40°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即氯化鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即鹽酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用； 3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即氯化鎂溶液)和濾渣D (即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為20°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂54克，得率為91 %，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例6本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.5 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.5mol、 lmol ；b.有機胺1份，有機胺為正己胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2.4 1，使用有機胺的量為2.4mol;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.3 2，使用的量為1. 56mol ；d.氯化鎂1份，所用的量為lmol。氯化鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中氯離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將氯化鎂配制成0. lmol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為60°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即氯化正己胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在30°C條件反應(yīng)2小時， 靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即氯化鈣溶液) 和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即鹽酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即氯化鎂溶液) 和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1) 所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為60°C條件下反應(yīng)1小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂53. 2克，得率為90%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例7本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.2 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.2mol、 Imol ；b.有機胺1份，有機胺為二正戊胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2. 2 1，使用有機胺的量為2.2mol ;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.3 2，使用的量為 1.43mol ；d.氯化鎂1份，所用的量為lmol。氯化鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中氯離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將氯化鎂配制成4mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為10°c條件下反應(yīng)1. 5小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即氯化二正戊胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在50°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即氯化鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即鹽酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用； 3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即氯化鎂溶液)和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為10°C條件下反應(yīng)1. 5小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂53. 1克，得率為90%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例8本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.3 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.3mol、Imol ；b.有機胺1份，有機胺為二正己胺，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2.3 1，使用有機胺的量為2.3mol ;c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1.2 2，使用的量為
1.38mol ； ；d.氯化鎂1份，所用的量為Imol。氯化鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中氯離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將氯化鎂配制成lmol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為80°C條件下反應(yīng)0. 5小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即氯化二正己胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在50°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B (即氯化鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即鹽酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用； 3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即氯化鎂溶液)和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為80°C條件下反應(yīng)0. 5小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂55克，得率為94%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。實施例9本發(fā)明所使用的原料有a.輕燒白云石原料1份，使用前測定原料中鈣、鎂離子含量，經(jīng)測定氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.5 1，氧化鈣與氧化鎂使用的量分別為1.5mol、 Imol ；b.有機胺1份，有機胺為正己胺與二正己胺的混合物，混合比例為任意，1份有機胺的用量與1份輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2. 2 1，使用有機胺的量為
2.2mol ；c.硫酸，1份，使用前測定原料中硫酸根含量，經(jīng)測定其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1. 5 2，使用量為1. 65mol ；d.硝酸鎂1份，所用的量為lmol。硝酸鎂作為初始原料用于啟動工藝循環(huán)，并補充循環(huán)過程中硝酸根離子的損耗。本發(fā)明工藝循環(huán)的啟動步驟為首先將硝酸鎂配制成2mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為40°C條件下反應(yīng)2小時，然后過濾，得濾渣A和濾液 A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A(即硝酸胺水溶液)與輕燒白云石混合攪拌，在10°C條件反應(yīng)2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B(即硝酸鈣溶液)和濾渣B(即氧化鎂固體)；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C(即生石膏)和濾液C(即硝酸溶液)，濾渣經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D (即硝酸鎂溶液) 和濾渣D(即輕燒白云石中的酸不溶物雜質(zhì))，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1) 所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為40°C條件下反應(yīng)2小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。經(jīng)上述步驟得氫氧化鎂53. 9克，得率為91%，純度為98%，加熱失水可得高純氧化鎂。
權(quán)利要求
1.利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于首先將硝酸鎂或氯化鎂配制成 0. 1 4mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為10°C 100°C條件下反應(yīng)0. 5 2小時，然后過濾，得濾渣A和濾液A，濾渣A經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液A進入循環(huán)過程，所述的循環(huán)過程步驟是1)胺的還原將濾液A與輕燒白云石混合攪拌，在10°C 100°C條件反應(yīng)0.5 2小時，靜置分液，分離的有機胺備用，剩下的水相固液混合物經(jīng)過濾，得到濾液B和濾渣B ；2)鈣的分離將濃硫酸緩慢加入到濾液B中，攪拌，降溫，然后過濾，得濾渣C和濾液C， 濾渣C經(jīng)洗滌得生石膏，濾液C備用；3)無機可溶性鎂鹽溶液的制備將濾液C與濾渣B混合反應(yīng)后，過濾，得濾液D和濾渣 D，濾液D為無機可溶性鎂鹽溶液，濾渣D丟棄；4)氫氧化鎂的制備將步驟1)所分離得到的有機胺加入到濾液D中，攪拌均勻，在溫度為10°C 100°C條件下反應(yīng)0. 5 2小時，然后過濾，所得濾渣經(jīng)洗滌和干燥得氫氧化鎂粉體，所得濾液A重復(fù)用于步驟1)。
2.按權(quán)利要求1所述的利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于所述的輕燒白云石原料為含有氧化鈣和氧化鎂的混合物，氧化鈣與鎂元素的摩爾比在1.5 1 1之間。
3.按權(quán)利要求1或2所述的利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于所述的的無機可溶性鎂鹽溶液為摩爾濃度為0. 1 4mol/L硝酸鎂或氯化鎂水溶液。
4.按權(quán)利要求1或2所述的利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于所述的有機胺在常壓、10°C 100°C條件下為液體，在標準條件下，酸離解常數(shù)pKa = 10 11. 5。
5.按權(quán)利要求1或2所述的利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于所述的有機胺為二正丁胺、二正戊胺、正己胺和二正己胺中的一種或任意幾種的混合，有機胺的用量與輕燒白云石原料中所含鎂元素量的摩爾比為2 2. 4 1。
6.按權(quán)利要求1或2所述的利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，其特征在于所述的濃硫酸用量為其硫酸根含量與循環(huán)過程中的有機胺的摩爾比為1-1.5 2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用輕燒白云石制備氫氧化鎂的方法，首先將硝酸鎂或氯化鎂配制成0.1～4mol/L的溶液，然后將有機胺加入到溶液中，攪拌均勻，在溫度為10℃～100℃條件下反應(yīng)0.5～2小時，然后過濾，濾渣經(jīng)洗滌和干燥得到氫氧化鎂，濾液進入循環(huán)過程。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)降低了生產(chǎn)原料成本；2)能耗低，胺與溶液可以通過分液的方法分離，避免了氨堿法中的蒸氨操作，同時也避免了氨揮發(fā)對環(huán)境的污染；3)操作費用低，用有機胺沉淀氫氧化鎂，使氫氧化鎂在生成時吸附一定的有機胺，從而具有疏水特性，在過濾時，過濾速度非?？?，過濾速度大于0.01L/s·m2，且易洗滌，降低了工藝的操作費用。
文檔編號C01F5/16GK102303879SQ20111021566
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者張勇, 李俊, 胡學(xué)雷, 陳周丹 申請人:武漢工程大學(xué)