專利名稱：一種制備高純無水氯化鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無水氯化鎂的制備方法。
背景技術(shù)：
高純無水氯化鎂是電解鎂的原料，全世界70%以上金屬鎂來源于電解熔融的氯化 鎂。鎂生產(chǎn)中50%的成本和能耗用于制備無水氯化鎂，無水氯化鎂也是眾多催化劑和醫(yī)藥 的中間體。氯化鎂自然狀態(tài)為含水絡(luò)合物(MgCl2 nH20， n = 1， 2， 4， 6， 8， 12)，對水合氯化 鎂的熱分解研究，表明隨溫度的升高六水氯化鎂相繼脫水成為四水氯化鎂(MgCl2*4H20)、 二水氯化鎂(MgCl2 2H20)。進(jìn)一步升溫，在脫水的同時(shí)會(huì)伴隨有副反應(yīng)發(fā)生，形成含水堿 式氯化鎂(MgOHCl *1120)、堿式氯化鎂(MgOHCl)，最終成為氧化鎂。因此高純無水氯化鎂需 要在特定環(huán)境和條件下脫水得到。 醇氨法是制備無水氯化鎂的一種重要方法，是將含水氯化鎂溶于極性有機(jī)溶劑， 再與氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化成六氨氯化鎂，進(jìn)而煅燒得到無水氯化鎂的過程。醇氨法分為低沸點(diǎn)醇 氨法和高沸點(diǎn)醇氨法。利用高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑溶解氯化鎂，并經(jīng)蒸餾脫水的方法最早由 Belchetz (1945)提出，但沒有提出醇和氯化鎂的分離辦法。Buchmann等人(1967)在蒸餾 得到的無水氯化鎂的醇溶液中通氨，得到六氨氯化鎂沉淀，從而提出用六氨氯化鎂為中間 體的醇氨法無水氯化鎂制備路線。Braithwaite等人(1976)以異戊醇為溶劑，進(jìn)行類似實(shí) 驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氯化鎂結(jié)合的水并不能完全脫除，同時(shí)溶液在低溫下粘度很高，氨化處理后，形成 粘稠和蠟狀物質(zhì)，無法進(jìn)行分離。選擇丙烯基或丁烯基乙二醇代替一羥基醇，蒸餾過程發(fā)生 醇的分解。為進(jìn)一步得到高純度的無水氯化鎂Sheehan(2000)在Braithwaite的方法基礎(chǔ) 之上，采用乙烯基乙二醇為溶劑的進(jìn)一步研究表明無水氯化鎂中的氧化鎂來源于氨化過程 形成配合物MgCl2 2gyco1 2NH3， MgCl2 3gyco1。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明選擇乙二醇作為溶劑，在Sheehan(2000)方法的基礎(chǔ)上，對無水 氯化鎂制備過程中的氯化鎂在醇溶液中的溶解范圍，蒸餾脫水規(guī)律，六氨氯化鎂的生成條 件、高純無水氯化鎂的質(zhì)量影響等因素展開進(jìn)一步的研究，發(fā)明了制備高純無水氯化鎂的 新方法。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明分為水合氯化鎂的乙二醇溶液制備、蒸餾脫水、氨 化、分離子燥煅燒等四個(gè)階段。 水合氯化鎂乙二醇溶液的制備將水合氯化鎂在一定溫度下用乙二醇溶解，用高 速沉降式離心機(jī)分離得到澄清溶液，測定溶液中水含量和氯化鎂含量，確定水合氯化鎂在 乙二醇溶液中的溶解性狀及操作條件。
蒸餾脫水采用常壓共沸蒸餾和負(fù)壓共沸蒸餾兩種方式得到無水的氯化鎂乙二醇
溶液，測定蒸餾過程中溫度與含水量關(guān)系曲線，確定混合溶液水的泡點(diǎn)和共沸點(diǎn)。
氨化對無水的氯化鎂乙二醇溶液采用兩種氨化方式。第一種方式，直接將氨氣
鼓入蒸餾完成液，直到固相析出充分。第二種方式，將蒸餾完成液加到乙二醇的氨飽和溶液
中，并繼續(xù)鼓入補(bǔ)充氨氣，直到固相充分析出。
六氨氯化鎂的洗滌干燥煅燒氨化反應(yīng)完成后，采用真空過濾得到濕固相，再用氨飽和的甲醇溶液對濾餅進(jìn)行淋洗，以洗掉不容易揮發(fā)的乙二醇溶液。洗滌后的六氨氯化鎂濕固相，在12(TC的烘箱中烘干2h。干固相在45(TC煅燒爐中經(jīng)2h煅燒，得到無水氯化鎂產(chǎn)
PI
PR o 上述過程中優(yōu)選的工藝條件為(1)溶液制備溫度在60°C -80°C的較高溫度下進(jìn)行，溶液粘稠采用高速離心沉降分離是(2)蒸餾采用盡可能低的負(fù)壓進(jìn)行蒸餾，完成液的含水量應(yīng)< 0. 5% ;(3)氨化溫度宜小于l(TC，將完成液加入氨飽和的乙二醇溶液中，以保證氨的過量，氨不過量會(huì)造成乙二醇鎂鹽生成；(4)分離后的六氨氯化鎂可采用氨飽和的無水甲醇做洗滌劑，烘干溫度應(yīng)在80°C -100°C ; (5)煅燒溫度為400°C -420°C。

具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
實(shí)施例1 (1)六水氯化鎂乙二醇溶液的制備 過量的六水氯化鎂在乙二醇中攪拌形成乳漿狀混合物，經(jīng)分離得到澄清的六水氯化鎂乙二醇溶液，溶解溫度分別控制在2(TC，得到的氯化鎂(wt8-9% )、乙二醇(wt83_81% )、水溶液(wt% 8-11)。
(2)蒸餾脫水 常壓蒸餾將含水的氯化鎂乙二醇溶液，在三口燒瓶中加熱蒸餾，溫度上升到130°C _1401:，達(dá)到泡點(diǎn)溫度，水開始沸騰蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，溶液的溫度繼續(xù)上升，197°C _2101:達(dá)到共沸點(diǎn)。共沸點(diǎn)的溫度與氯化鎂的含量有關(guān)，氯化鎂濃度越高共沸點(diǎn)溫度越高。達(dá)到共沸點(diǎn)的蒸餾完成液的組成見。常壓蒸餾可將完成液的殘留的水份減小到0. 5%以下，氯化鎂濃度越高殘留水量越高，蒸餾過程鎂離子和水的摩爾比從開始的Mg/H20=1 : 6降至lj 1 : 0. 1-0. 15，蒸餾去掉了 97%-98%的水。 (3)負(fù)壓蒸餾利用真空泵將蒸餾壓力控制在20kPa±0. 5kPa，對氯化鎂含量為19. 69%的高濃度溶液負(fù)壓蒸餾，泡點(diǎn)溫度為70°C -80°〇，蒸餾到12(TC水含量已經(jīng)減小到0. 15%，此時(shí)]\%/1120 = 1 : 0.04。
(4)六氨氯化鎂的合成與分離處理 經(jīng)過蒸餾后的無水氯化鎂醇溶液，實(shí)驗(yàn)采用氨化方式，3(TC氨鎂摩爾比MVMgCl2=4，5t:可以達(dá)到NH3/MgCl2 > 80。氨化方式在低溫下操作，有利于氨的溶解，而易形成高度過量的氨溶液，有利于氯化鎂以六水氯化鎂的形式充分析出。
(5)六氨氯化鎂的烘干和煅燒 烘干后得到的六氨氯化鎂，為白色粉末。干燥溫度應(yīng)在80°C -IO(TC，煅燒溫度為400°C。得到的六氨氯化鎂固相樣品，純度達(dá)到99%以。
權(quán)利要求
一種制備高純無水氯化鎂的方法，其特征在于方法分為水合氯化鎂的乙二醇溶液制備、蒸餾脫水、氨化、分離子燥煅燒等四個(gè)階段。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于蒸餾脫水采用常壓共沸蒸餾和負(fù)壓共沸蒸餾兩種方式得到無水的氯化鎂乙二醇溶液；氨化將蒸餾完成液加到乙二醇的氨飽和溶液中，并繼續(xù)鼓入補(bǔ)充氨氣，直到固相充分 析出；六氨氯化鎂的洗滌干燥煅燒氨化反應(yīng)完成后，采用真空過濾得到濕固相，再用氨飽和 的甲醇溶液對濾餅進(jìn)行淋洗，以洗掉不容易揮發(fā)的乙二醇溶液。洗滌后的六氨氯化鎂濕固 相，烘干，煅燒，得到無水氯化鎂產(chǎn)品。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于上述過程中的工藝條件為(l)溶液制備溫度在6(TC-8(TC的較高溫度下進(jìn)行，溶液粘稠采用高速離心沉降分離是(2)蒸餾采 用負(fù)壓進(jìn)行蒸餾，完成液的含水量應(yīng)< 0. 5% ;(3)氨化溫度宜小于l(TC，將完成液加入氨 飽和的乙二醇溶液中，以保證氨的過量，氨不過量會(huì)造成乙二醇鎂鹽生成；(4)分離后的六 氨氯化鎂可采用氨飽和的無水甲醇做洗滌劑，烘干溫度應(yīng)在8(TC-10(rC ;(5)煅燒溫度為 400°C -420°C。
全文摘要
本發(fā)明選擇乙二醇作為溶劑，對無水氯化鎂制備過程中的氯化鎂在醇溶液中的溶解范圍，蒸餾脫水規(guī)律，六氨氯化鎂的生成條件、高純無水氯化鎂的質(zhì)量影響等因素展開進(jìn)一步的研究，發(fā)明了制備高純無水氯化鎂的新方法。采用該方法制備的無水氯化鎂純度高，收率高，質(zhì)量穩(wěn)定，成本較低。
文檔編號C01F5/00GK101734693SQ200810194408
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者李坤 申請人:李坤