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高纯氧化镁制备技术制备方法

       高纯氧化镁一般指纯度大于99%的氧化镁产品。由于高纯氧化镁具有超高的熔点、良好的导磁性和优秀的绝缘性能等优异物理性能,及特定的化学性能,因此广泛应用于陶瓷、冶金、医药、电子、国防等多个领域。


      高纯氧化镁的开发及实现工业化,将对电子、国防、航天及高级陶瓷等行业的发展起到极大的促进作用。中国普通级别氧化镁产品产量很大,大量出口,市场疲软;而高纯氧化镁、活性氧化镁、硅钢氧化镁等一些精细氧化镁市场需求较大,产品大量进口。


1、普通氧化镁制备方


      生产氧化镁的原料来源主要有液体矿和固体矿。前者主要以海水、地下卤水、盐湖卤水为主;固体矿主要有菱镁矿、水镁石、白云石、蛇纹石和石棉尾矿等。由卤水或水氯镁石制备氧化镁的方法主要有石灰乳法、碳铵法、氨法、纯碱法、水氯镁石直接热解法;由固体矿制备氧化镁的方法主要有煅烧菱镁矿法、碳化法、酸解法、硫铵法和硫酸铵复盐法等。


2、高纯氧化镁制备方法


高纯氧化镁的生产一般是采用普通氧化镁的制备方法,并进行一定的提纯加工来实现的。


2.1 卤水沉淀法


2.1.1 卤水喷雾热分解法


将卤水浓缩到一定浓度后,直接喷入到热分解反应炉中,在800℃~1000℃进行热分解产出粗制MgO。粗制MgO经水洗除去可溶性氯化物,并使粗制MgO完全转化为Mg(OH)2,再经1600℃~2000℃煅烧生成高纯MgO。


此方法采用二次煅烧工艺,煅烧温度较高,造成生产成本较高。同时一次煅烧过程中副产HCl气体对于生产设备有严重的腐蚀。


2.1.2 白云石/石灰法


白云石/石灰法是技术成熟、应用广泛的高纯氧化镁生产技术。目前,除以色列Dead Sea Periclase(DSP)、Tateho Dead Sea Fused Magnesia(TDF)等少数几家厂家外,全球将近20家主要的高纯氧化镁生产企业都采用白云石/石灰法生产高纯氧化镁产品。


白云石/石灰法也叫石灰乳沉淀法,它是将石灰乳加入到含MgCl2一定浓度的卤水中反应生成Mg(OH)2,经洗涤、干燥、煅烧得MgO。该方法对于Ca(OH)2的活性要求高,生成的沉淀为Mg(OH)2,颗粒较小容易吸附杂质,故产品纯度较低;同时Mg(OH)2沉淀为胶状物,过滤困难,滤饼含水量高,干燥过程能耗高,并且生成的CaCl2附加值低,环境污染严重。


2.1.3 氨水沉淀法


与白云石/石灰法相似,氨水沉淀法主要是通过向卤液中加入碱性沉淀剂制备氢氧化镁中间体来生产氧化镁,氨法所用的碱性沉淀剂是液氨或者氨气[10]。氨法生产高纯氧化镁过程大致如下:首先将老卤溶液进行脱色除杂精制处理,选择的处理技术与白云石/石灰法相似;然后向精制的老卤溶液中通入液氨或者氨气沉淀剂,反应生成氢氧化镁中间体;最后洗涤、过滤、煅烧氢氧化镁中间体,生产高纯氧化镁产品,滤液可以用于副产氯化铵。


2.1.4 纯碱法


纯碱法通过向卤液中加入纯碱溶液沉淀剂,首先生成重质碳酸镁(MgCO3·3H2O)沉淀,重质碳酸镁经过水洗、热解等处理,得到碱式碳酸镁,最后煅烧则可以得到轻质的高纯氧化镁产品。纯碱法生产高纯氧化镁是一种工艺简单、设备要求低、氧化镁产品纯度高的一种传统生产方法,在我国有超过60年的生产历史。目前,我国多数中、小型高纯氧化镁生产企业依然采用纯碱法进行生产。


2.1.5 碳铵法


将NH4HCO3作为沉淀剂,与卤水中的MgCl2发生反应,生成4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O,经洗涤、干燥、煅烧得MgO[14]。采用此方法NH4HCO3中的CO2利用率低,生产消耗NH4HCO3量大,成本较高。

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