專利名稱：：活性氫氧化鎂的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氫氧化鎂的合成方法，具體的說是涉及一種使用菱鎂礦合成活性氫氧化鎂的方法。
背景技術(shù)：
：為了防止污染環(huán)境，在現(xiàn)有的排煙脫硫和排水中和工藝中，通常采用石灰石法、氫氧化鈉法、天然硫酸鎂法等。但是這些方法都存在缺點，或是附屬產(chǎn)物太多，或是造價太高。輕燒鎂(MgO)是指以菱鎂礦為原料，在750110(TC溫度下，經(jīng)反射窯沸騰爐培燒后，經(jīng)過細磨而成的氧化鎂粉末，其質(zhì)量穩(wěn)定，純高度，活性好，可以廣泛地應(yīng)用于耐火材料、化工、建材、造紙和畜牧業(yè)等行業(yè)。輕燒鎂在我國的產(chǎn)量非常高，一直作為肥料等被廣泛使用。菱鎂礦的主要成分是MgC03，其還包括Ca2Si(VH20和微量的Mg2SiO等。在輕燒鎂中主要包含三種物質(zhì)，即欠燒品、過燒品和活性氧化鎂。其中，活性氧化鎂是輕燒鎂里面最好的部分，在用于建材行業(yè)時主要是要求活性氧化鎂的含量，如果活性氧化鎂含量不夠就不能和氯化鎂中的氯離子充分反映，導(dǎo)致菱鎂制品成型后出現(xiàn)反堿、反鹵、暴烈等現(xiàn)象。另外，由于輕燒鎂具有堿性劑的特點，所以曾經(jīng)嘗試用它來進行排煙脫硫。但是，輕燒鎂作為堿性劑的反應(yīng)特性非常不好，其表現(xiàn)為①在水中不溶解；②和水反應(yīng)(消和反應(yīng))非常慢等等。雖然許多科研人員努力試圖改變輕燒鎂的反應(yīng)特性，例如利用在加熱條件下使輕燒鎂和水反應(yīng)，但因為輕燒鎂的結(jié)晶構(gòu)造導(dǎo)致產(chǎn)生許多固體沉淀物，從而使得這個問題一直沒有得到解決。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種活性氫氧化鎂的合成方法，該方法基本上克服了現(xiàn)有合成方法中的一個或多個上述缺陷，其采用廉價的菱鎂礦為原料，經(jīng)煅燒得到輕燒鎂，再與水在堿性劑或高分子劑存在下進行消和反應(yīng)，合成出粘度低且活性高的氫氧化鎂。本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的一種活性氫氧化鎂的合成方法，包括下述步驟1)將天然的菱鎂礦(MgC03)在850。C100(TC煅燒45小時后，粉碎成細微粒，獲得輕燒鎂(MgO);2)將適量的堿性劑或高分子劑在水中攪拌溶解，然后加入適量的步驟l)所獲得的輕燒鎂充分混合形成混合液，將該混合液加熱至6010(TC，攪拌，進行消和反應(yīng)20分鐘5小時，冷卻后，獲得高活性氫氧化鎂溶液。優(yōu)選地，所述堿性劑選自NaOH，Ca(OH)2，KOH和Na2Si03中的一禾中，其添加量使得混合液的pH大于10.5，優(yōu)選pH大于12，或是優(yōu)選按重量計，堿性劑添加量占由堿性劑、輕燒鎂和水組成的混合液總重量的1%。優(yōu)選地，所述高分子劑是多聚羧酸鈉或多聚丙烯酸鈉，其添加量按重量計，相對于由高分子劑、輕燒鎂和水組成的混合液總重量為大于0且小于0.2%，優(yōu)選0.1%。優(yōu)選地，為了使用和運輸?shù)哪康模鲚p燒鎂的添加量按重量計為使得所獲得氫氧化鎂在混合液中的濃度大于0且小于45%，優(yōu)選3545%。優(yōu)選地，為了提高水酸化的反應(yīng)速度，所述步驟2)中加熱混合液的溫度高于80。C。例如，當(dāng)在95。C開始進行消和反應(yīng)，1060分鐘即可完成90%的反應(yīng)。優(yōu)選地，所述步驟2)混合液的pH大于12。優(yōu)選地，所述步驟2)的反應(yīng)時間是13小時。輕燒鎂的結(jié)晶構(gòu)造決定了其反應(yīng)特性，即①在水中不溶解；②和水反應(yīng)慢(消和反應(yīng))等。盡管輕燒鎂的成分中CaO的含量大于1.5%且pH大于11時，可以解裂MgO的結(jié)晶構(gòu)造，但是如果再加入NaOH等強堿劑，MgO粒子間會發(fā)生相互排斥反應(yīng)，可以防止制品沉淀，從而合成反應(yīng)性更好的高活性氫氧化鎂。對于CaO含量小于1.5%的輕燒鎂，添加NaOH更可以提高其活性，因此，本發(fā)明人用提高氫氧根離子濃度的方法來解裂輕燒鎂的結(jié)晶構(gòu)造。類似地，向輕燒鎂中加入高分子劑，利用微粒子之間的相互排次反應(yīng)防止了所合成的氫氧化鎂的沉淀，也可以得到與加入堿性劑相同的效果，即獲得反應(yīng)性強且無沉淀的氫氧化鎂。本發(fā)明方法的有益效果在于1)將很難和水發(fā)生消和反應(yīng)的輕燒鎂制成了高活性的氫氧化鎂，可以與水發(fā)生高效快速的反應(yīng)；2)用本發(fā)明方法合成的氫氧化鎂溶液的濃度可以濃縮到45%,從而便于儲藏和降低運輸成本；3)傳統(tǒng)的從海水中提煉氫氧化鎂的方法，氫氧化鎂溶液的含鹽量高，腐蝕機器，而本發(fā)明合成的氫氧化鎂溶液不含鹽，不會腐蝕機器；4)本發(fā)明方法所需設(shè)備工藝簡單，設(shè)備造價低。根據(jù)本發(fā)明的方法所制備氫氧化鎂和SOx的反應(yīng)快，脫硫效率高，使得不會發(fā)生未反應(yīng)的氫氧化鎂。在進行酸性排水的中和反應(yīng)(pH67)時，時間快，不需要過大的投入，不存在氫氧化鎂殘渣。具體實施方式以上是對本發(fā)明的一般性描述，下面將通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步解釋。實施例l將天然菱鎂礦MgC03在850。C100(TC高溫下煅燒45小時，(302蒸發(fā)后，獲得輕燒鎂(MgO)。向帶有151113反應(yīng)槽的鐵制攪拌機的反應(yīng)槽里加入10m3的水，邊攪拌邊用蒸汽加熱至5(TC，然后停止蒸汽，向反應(yīng)槽中加入150kg氫氧化鈉，此時，混合液的pH為10.5，待充分溶解后再加入實施例1制備的輕燒鎂4000kg，混合攪拌2030分鐘后，當(dāng)反應(yīng)槽的溫度達到IO(TC時，停止加熱，在此溫度下自然反應(yīng)23小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，即得到作為產(chǎn)品的氫氧化鎂溶液，其濃度為35wt%，收率為100%。實施例3向帶有15m3反應(yīng)槽的鐵制攪拌機的反應(yīng)槽里加入10m3的水，邊攪拌邊用蒸汽加熱至5(TC，然后停止蒸汽，向反應(yīng)槽中加入200kg氫氧化鈉，充分溶解后混合液pH為12，然后加入實施例1制備的輕燒鎂4000kg，混合攪拌2030分鐘后，當(dāng)反應(yīng)槽的溫度達到8(TC時，停止加熱，在此溫度下自然反應(yīng)23小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，即得到作為產(chǎn)品的氫氧化鎂溶液，其濃度為35wtQ/。，收率為100%。實施例4向帶有15m3反應(yīng)槽的鐵制攪拌機的反應(yīng)槽里加入10m3的水，邊攪拌邊用蒸汽加熱至50'C，然后停止蒸汽，向反應(yīng)槽中加入15kg多聚丙烯酸鈉，待充分溶解后再加入實施例l制備的輕燒鎂4000kg，混合攪拌2030分鐘后，當(dāng)反應(yīng)槽的溫度達到95"C時，停止加熱，在此溫度下自然反應(yīng)23小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，即得到作為產(chǎn)品的氫氧化鎂溶液，其濃度為35wt%，收率為100%。實施例5向帶有151113反應(yīng)槽的鐵制攪拌機的反應(yīng)槽里加入10m3的水，邊攪拌邊用蒸汽加熱至5(TC，然后停止蒸汽，向反應(yīng)槽中加入20kg多聚羧酸鈉，待充分溶解后再加入實施例l制備的輕燒鎂6000kg，混合攪拌2030分鐘后，當(dāng)反應(yīng)槽的溫度達到6(TC時，停止加熱，在此溫度下自然反應(yīng)23小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻，即得到作為產(chǎn)品的氫氧化鎂溶液，其濃度為45wt%，收率為100%。實施例6選擇四個公司的市售氫氧化鎂作為比較例A，B，C，D，該氫氧化鎂均為使用現(xiàn)有技術(shù)以同樣的方法制備，即使用脫碳酸處理后的海水與石灰石燒成產(chǎn)物進行消和反應(yīng)，經(jīng)過濃縮、水洗后得到氫氧化鎂制品。根據(jù)本發(fā)明實施例2制備的氫氧化鎂和比較例A的氫氧化鎂的規(guī)格如表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>分別測定實施例2所制備的氫氧化鎂和比較例AD的氫氧化鎂的各種物性，其結(jié)果見表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>A:A公司的從海水中合成的氫氧化鎂;B:B公司的從海水中合成的氫氧化鎂；C:C公司的從海水中合成的氫氧化鎂；D:D公司的從海水中合成的氫氧化鎂；由表2可以看出，四個比較例中的氫氧化鎂品質(zhì)大體一致。本發(fā)明方法制備的氫氧化鎂產(chǎn)品粘度顯著降低，從而便于運輸，降低運費。實施例7分別將0.208mol根據(jù)實施例24所制備的氫氧化鎂和比較例AD的氫氧化鎂與2N硫酸0.2mol進行中和反應(yīng)，分別測定反應(yīng)速度，其結(jié)果見表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>單位秒由表3可以看出，將根據(jù)本發(fā)明方法所制備的氫氧化鎂與硫酸進行中和反應(yīng)，只需124148秒就可使pH達到6，而比較例AD中的產(chǎn)品需要兩倍以上的反應(yīng)時間。實施例8測定由實施例4所制備的氫氧化鎂的沉淀性，其結(jié)果見表4。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>日期沉淀的狀態(tài)生產(chǎn)日柔軟、膨松、漂浮于上層5日后和水稍微呈分離狀態(tài)，但輕輕攪拌后即和生產(chǎn)日狀態(tài)相同利用根據(jù)本發(fā)明的方法，制備了反應(yīng)性好，粘度低的高活性氫氧化鎂，其造價低廉，節(jié)省勞力，貯藏簡單，運輸方便，所獲得的制品質(zhì)量也明顯高于現(xiàn)有技術(shù)所制備的產(chǎn)品。權(quán)利要求1、一種活性氫氧化鎂的合成方法，包括下述步驟1)將天然的菱鎂礦在850℃～1000℃煅燒4～5小時后，粉碎成細微粒，獲得輕燒鎂；2)將堿性劑或高分子劑在水中攪拌溶解，然后加入步驟1)所獲得的輕燒鎂形成混合液，將該混合液加熱至60～100℃，攪拌，進行消和反應(yīng)20分鐘～5小時，冷卻后，獲得活性氫氧化鎂溶液。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述堿性劑選自NaOH、Ca(OH)2、KOH和Na2Si03中的任意一種，所述堿性劑的添加量使得混合液的pH大于10.5。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述堿性劑的添加量使得混合液的pH大于12。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述堿性劑的添加量占由堿性劑、輕燒鎂和水組成的混合液總重量的1%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述高分子劑是多聚羧酸鈉或多聚丙烯酸鈉，其添加量按重量計，相對于由高分子劑、輕燒鎂和水組成的混合液總重量大于0且小于0.2%。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，按重量計，相對于所述混合液總重量，所述高分子劑的添加量為0.1%。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，按重量計，所述輕燒鎂的添加量為使得所獲得氫氧化鎂在混合液中的濃度大于0且小于45%。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，按重量計，所述輕燒鎂的添加量為使得所獲得氫氧化鎂在混合液中的濃度為3545%。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟2)中混合液的溫度高于80°C。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟2)中的反應(yīng)時間是l3小時。全文摘要本發(fā)明涉及一種活性氫氧化鎂的合成方法，其采用廉價的菱鎂礦為原料，經(jīng)煅燒得到輕燒鎂，再與水在堿性劑或高分子劑存在下進行消和反應(yīng)，合成出粘度低且活性高的氫氧化鎂，其濃度達35％。文檔編號C01F5/00GK101214979SQ20081005577公開日2008年7月9日申請日期2008年1月8日優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日發(fā)明者李淑榮申請人:李淑榮