專利名稱：一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧化鎂的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鹽湖鹵水綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧 化鎂的新工藝。
背景技術(shù)：
目前利用鹵(海)水為原料生產(chǎn)氧化鎂的方法有以下幾種①、乳漿法，包括石灰 石乳漿法和白云石乳漿法兩種，即海(鹵)水中的氯化鎂與灰乳漿(石灰石或白云石煅燒后 加水配制而成)反應(yīng)生成氫氧化鎂，再經(jīng)煅燒生成氧化鎂。此法原料成本低，是國外采用最 多的方法，如日本和英國就普遍采用此法生產(chǎn)高純度海水鎂砂。主要缺點是產(chǎn)品中的鈣高、 硼高。②、氨法，利用氨或氨水與可溶性鎂鹽反應(yīng)生成氫氧化鎂溶液，再經(jīng)煅燒制得氧化鎂。 其特點是生成的氫氧化鎂結(jié)晶度較高，沉淀速度快，易于過濾和洗滌；技術(shù)和工藝優(yōu)于乳漿 法。缺點是原料成本高于乳漿法，產(chǎn)品中硼含量高。③、碳化法，在高濃度含鎂離子鹵水中 通入二氧化碳，在一定條件下，使其生成碳酸鎂或堿式碳酸鎂的方法，經(jīng)純化、輕燒、加工成 熟及重?zé)墓に囍瞥筛呒冩V砂。碳化法較之乳漿法的一個顯著優(yōu)點是中間產(chǎn)物為堿式碳酸 鎂，其過濾性能比氫氧化鎂好，缺點是設(shè)備龐大，投資大，堿式碳酸鎂組成不固定，產(chǎn)品中 鈣含量較高(以白云石或、菱鎂礦為原料時存在該問題)。④、鎂鹽直接熱解法，主要是氯化 鎂濃溶液直接在高溫爐內(nèi)熱分解生成氧化鎂和氯化氫氣體。分解過程為六水氯化鎂加熱 至117°C即開始脫水，升溫至230°C便生成堿式氯化鎂，溫度大于527°C時，堿式氯化鎂水解 生成氧化鎂和含水的氯化氫氣體，生成的氧化鎂再經(jīng)水洗純化制得高純度氧化鎂。由于此 方法生成了氯化氫氣體，在高溫下設(shè)備腐蝕非常嚴重，所以對設(shè)備材料要求很高，目前在國 內(nèi)已有幾家準備投產(chǎn)。⑤、純堿法，利用碳酸鈉與可溶性鎂鹽生成堿式碳酸鎂，再經(jīng)煅燒可 制得氧化鎂。該方法工藝簡單成熟，但由于原料成本高，產(chǎn)品市場競爭力不強，該方法很少 采用。以上各種方法都不同程度地存在著產(chǎn)品純度、母液處理、轉(zhuǎn)化率、工藝設(shè)備、原料成本 等方面的缺陷。硫酸鹽型鹽湖鹵水為Na+、Mg27/S042_、Cr 一 H2O四元交互體系，以山西運城鹽湖為 例，多年來，一直沿襲夏季養(yǎng)鹵，冬季析硝，以十水芒硝為原料生產(chǎn)元明粉的工藝，由于單一 提取硫酸鈉，使得鎂鹽富集，不僅影響元明粉的產(chǎn)品質(zhì)量，而且造成鎂資源的白白浪費。為 充分利用鹽湖資源，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，利用鹵水中的Mg2+生產(chǎn)高純氧化鎂并對母液進行 綜合利用，對于改變鹽湖長期以來的資源開采方式，具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用天然鹽湖鹵水和碳酸氫鈉為原料生產(chǎn)高純氧化鎂 并聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉和氯化鈉的工藝。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧化鎂的新工藝，包括以下步驟
(1)鹵水凈化將鹵水加熱到60-80°C，用硅藻土進行過濾，濾去雜質(zhì)后得精制鹵水；(2)把精制鹵水按鎂離子與碳酸氫根離子的當(dāng)量比為1:2. 02-1 2. 05緩慢加入到碳酸 氫鈉溶液中進行反應(yīng)，按轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分進行攪拌，反應(yīng)熱解溫度控制在50-80°C，加料時 間1小時，反應(yīng)時間2小時，在50-80°C保溫陳化2小時，離心分離后得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂 和母液I ；
(3)將堿式碳酸鎂用氧化鎂質(zhì)量20-50倍的去離子水在常溫下進行洗滌，洗水回收利 用，洗好后的堿式碳酸鎂在800-900°C下煅燒2-4小時，得到高純氧化鎂，氧化鎂的純度可 達到99%以上；
(4)母液I直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂和母液II，鎂的轉(zhuǎn)化率達到98%；
(5)依照Na7/S042-、Cl-H2O三元相圖將母液II蒸發(fā)濃縮，離心分離得無水硫酸鈉和 母液III ；
(6)母液III冷卻結(jié)晶得氯化鈉和母液IV，母液IV返回母液II循環(huán)利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
(1)反應(yīng)過程易于操作，對設(shè)備無特殊要求；
(2)以鹵水和碳酸氫鈉為原料生產(chǎn)高純氧化鎂，采用邊反應(yīng)邊熱解的方式，所得產(chǎn)品質(zhì) 量高且穩(wěn)定，容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；
(3)鎂的轉(zhuǎn)化率可達到98%；
(4)本工藝為鹵水綜合利用找到一條經(jīng)濟效益好的途徑；
(5)本工藝福產(chǎn)硫酸鈉和氯化鈉，母液循環(huán)利用，對環(huán)境無任何污染。


圖1為本發(fā)明一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧化鎂的新工藝的流程框圖。
具體實施例方式實施例1
將鹵水用硅藻土過濾后與碳酸氫鈉，鎂離子與碳酸氫根離子的當(dāng)量比為1 :2.02 (也可 以為1 :2. 03、或1 :2. 04、或1 :2. 05)進行反應(yīng)，將鹵水在攪拌狀態(tài)下緩慢加入到80°C的碳 酸氫鈉飽和溶液中，在此溫度下反應(yīng)2小時，并保溫陳化2小時，抽濾后得中間產(chǎn)物堿式碳 酸鎂和母液I，將沉淀用氧化鎂質(zhì)量50倍(也可以為20倍、或30倍、或40倍)的去離子水 進行洗滌后，在900°C (也可以是850°C、或800°C)下煅燒4小時(也可以是2小時、或3小 時)得高純氧化鎂產(chǎn)品。母液I直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂和母液II。經(jīng)上述兩步反應(yīng)，可使 鎂的轉(zhuǎn)化率達到98%。依照Na7/S042-、Cl—一 H2O三元相圖對母液II蒸發(fā)濃縮后，離心分離 得無水硫酸鈉和母液III。母液III冷卻結(jié)晶得氯化鈉和母液IV，母液IV返回母液II循環(huán)利用。實施例2
取Mg2+含量為40g/L的鹵水IL與含228g NaHCO3的飽和溶液反應(yīng)，在65 °C保溫條件 下，將鹵水緩慢加入到碳酸氫鈉飽和溶液中，在轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分的攪拌下，反應(yīng)2小時，保溫 陳化2小時后，進行固液分離，得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂500g和母液I。用3. 5L去離子水對 堿式碳酸鎂進行洗滌后，將濾餅在900°C下煅燒4小時，得氧化鎂57. 7g，質(zhì)量為99. 13%。將母液I 1. 65L直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂70g和母液II 0. 67L。堿式碳酸鎂進行洗滌后，在900°C下煅燒4小時，得氧化鎂7. Sg,依照Na7/S042-、Cr一 H2O三 元相圖對母液II蒸發(fā)濃縮后，離心分離得無水硫酸鈉121. 6g和母液III 0. ML。母液III冷卻 結(jié)晶得氯化鈉32. 5g和母液IV 0. 21L，母液IV返回母液II循環(huán)利用。實施例3
取Mg2+含量為38g/L的鹵水IL與含210g NaHCO3的飽和溶液反應(yīng)，在溫度70°C條件 下，將鹵水緩慢加入到碳酸氫鈉飽和溶液中，在轉(zhuǎn)速35轉(zhuǎn)/分的攪拌下，反應(yīng)2. 5小時，保 溫陳化2小時后，進行固液分離，得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂480g和母液I。用3. OL去離子水 對堿式碳酸鎂進行洗滌后，將濾餅在850°C下煅燒3小時，得氧化鎂55. 7g，質(zhì)量為99. 05%。將母液I 1. 55L直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂68g和母液II 0. 62L。堿 式碳酸鎂進行洗滌后，在900°C下煅燒4小時，得氧化鎂7. 2g，依照Na7/S042-、Cr一 H2O三 元相圖對母液II蒸發(fā)濃縮后，離心分離得無水硫酸鈉120.8g和母液III0.23L。母液III冷卻 結(jié)晶得氯化鈉30. 5g和母液IV 0. 20L，母液IV返回母液II循環(huán)利用。實施例4
取Mg2+含量為42g/L的鹵水IL與含MOg NaHCO3的飽和溶液反應(yīng)，在60°C保溫條件下， 將鹵水緩慢加入到碳酸氫鈉飽和溶液中，在轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分的攪拌下，反應(yīng)2. 5小時，保溫陳 化3小時后，進行固液分離，得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂530g和母液I。用4. 5L去離子水對堿 式碳酸鎂進行洗滌后，將濾餅在850°C下煅燒3. 5小時，得氧化鎂60. 5g，質(zhì)量為99. 25%。將母液I 1. 72L直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂78g和母液II 0. 68L。堿 式碳酸鎂進行洗滌后，在900°C下煅燒4小時，得氧化鎂8. Ig,依照Na7/S042-、Cr一 H2O三 元相圖對母液II蒸發(fā)濃縮后，離心分離得無水硫酸鈉122.8g和母液III0J6L。母液III冷卻 結(jié)晶得氯化鈉32. 5g和母液IV 0. 23L，母液IV返回母液II循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1. 一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧化鎂的新工藝，其特征是包括以下步驟(1)鹵水凈化將鹵水加熱到60-80°C，用硅藻土進行過濾，濾去雜質(zhì)后得精制鹵水；(2)把精制鹵水按鎂離子與碳酸氫根離子的當(dāng)量比為1:2. 02-1 2. 05緩慢加入到碳酸 氫鈉溶液中進行反應(yīng)，按轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/分進行攪拌，反應(yīng)熱解溫度控制在50-80°C，加料時 間1小時，反應(yīng)時間2小時，在50-80°C保溫陳化2小時，離心分離后得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂 和母液I ；(3)將堿式碳酸鎂用氧化鎂質(zhì)量20-50倍的去離子水在常溫下進行洗滌，洗水回收利 用，洗好后的堿式碳酸鎂在800-900°C下煅燒2-4小時，得到高純氧化鎂；(4)母液I直接蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂和母液II；(5)依照Na7/S042-、Cl-H2O三元相圖將母液II蒸發(fā)濃縮，離心分離得無水硫酸鈉和 母液III ；(6)母液III冷卻結(jié)晶得氯化鈉和母液IV，母液IV返回母液II循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用鹽湖鹵水生產(chǎn)高純氧化鎂的新工藝，屬于鹵水綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，目的是提供一種利用天然鹽湖鹵水和碳酸氫鈉為原料生產(chǎn)高純氧化鎂并聯(lián)產(chǎn)硫酸鈉和氯化鈉的工藝。按鎂離子與碳酸氫根離子的當(dāng)量比為12.02-1:2.05進行配料,反應(yīng)后進行分離,得中間產(chǎn)物堿式碳酸鎂和母液Ⅰ，堿式碳酸鎂用去離子水洗滌，洗好后的堿式碳酸鎂煅燒得到高純氧化鎂，母液Ⅰ蒸發(fā)濃縮后，離心分離得堿式碳酸鎂和母液Ⅱ，母液Ⅱ蒸發(fā)濃縮后，離心得無水硫酸鈉和母液Ⅲ，母液Ⅲ冷卻結(jié)晶得氯化鈉和母液Ⅳ。該工藝對鹵水實現(xiàn)了綜合利用,反應(yīng)過程操作簡單，易于工業(yè)化大生產(chǎn)，鎂轉(zhuǎn)化率高,產(chǎn)品質(zhì)量好，反應(yīng)過程無“三廢”排放，具有良好的環(huán)境效益和社會效益。
文檔編號C01F5/02GK102060313SQ20101055967
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者于慧霞, 伍洲生, 王蘭君, 荊小兵, 許濤, 賈明慶, 高戰(zhàn)備 申請人:南風(fēng)化工集團股份有限公司