六水合氯化镁及碱式碳酸镁高温煅烧制备高纯氧化镁的比较研究

镁系产品[1]主要包括碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、氯化镁和硫酸镁等，是重要的无机产品，在国民经济建设中有着举足轻重的作用和地位，在材料加工（如阻燃，精细陶瓷）、电子材料、涂料、环境保护、食品加工、医疗卫生等方面都有广泛的应用。以海水和盐湖卤水等为原料生产镁系产品已被世界各国广泛采用[2，3]。作为工业上的含镁副产品，其杂质含量和前期处理工艺比液体矿为原料制备镁系产品又有更大的优势，因此，利用含镁副产品来制备高纯度的镁系产品成为提升世界镁系产品品味的重要的有效途径之一。

新疆拥有著名的罗布泊盐湖和众多的其它盐湖资源，以水合氯化镁为主的镁资源含量达数十亿吨。从盐湖废弃物中生产镁系产品在我国盐湖化工产业中是一个非常薄弱的环节。由于种种原因，盐湖资源的开发利用仍仅仅停留在单一的氯化钾资源利用上。

1. 氧化镁的生产方法

⑵热解法是氯化镁溶液直接在高温炉内热分解生成氧化镁和氯化氢气体，生成的氯化氢气体也可进行回收。因此，碳铵法和热解法在目前可能是最适合新疆盐湖水氯镁石开发的工艺方法。

其他方法[2]：高温固相法、气相法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等。高温固相法和气相法是制备高纯度和各种形貌镁系产品的好方法，最近几年也有大量的文献报道，除了固体矿的分解外，单质镁的高温氧化、镁盐与氯化物的高温分解、镁盐的水解法、镁铝合金还原法等，但由于设备比较昂贵和能耗较大，实施起来比较不经济。溶胶-凝胶

法和溶剂热法是新型的无机化学品合成方法。

2.课题提出的目的及意义

本着资源的再利用、节能降耗、环境友好，降低成本为宗旨，以烟花废弃物含镁副产品氯化镁为原料，对其进行纯化处理后，制备出纯度达到98%以上、形貌均一的高纯氧化镁产品。

海水和盐湖卤水等液体矿杂质含量少，生产工艺较固体矿简单，产品更容易达到高纯要求，加之它是一种可再生资源，所以以海水和盐湖提钾后的废弃物水合氯化镁为原料生产镁系产品已被世界各国广泛采用。目前，美国是世界上利用卤水生产镁砂的最大生产国家，其镁砂年生产能力约150万t，其中以海水、盐湖卤水等液体矿为原料生产的约占90% ；其次是13本，年生产能力约100万t，绝大部分以海水为原料生产的。而新疆拥有著名的罗布泊盐湖和众多的其它盐湖资源，以水合氯化镁为主的镁资源含量达数十亿吨。从盐湖废弃物中生产镁系产品在我国盐湖化工产业中是一个非常薄弱的环节。。

3.高纯氧化镁的国内外研究

3.1 国外研究

世界上以海水为原料生产镁砂已为成熟技术.除了美国、日本、英国以外，现今意大利、爱尔兰、墨西哥、挪威、希腊等国家相继建厂，并得到迅速发展。但是MgO大于99%产品，仅有宇部化学工业公司可以利用海水为原料的再水合法批量生产，高纯优质镁砂。

3.2 国内研究

近年来，洛阳耐火材料研究院以氯化镁饱和液瞬间热解原理技术，开发了梨形涡流炉。将32～36℃Be 的氯化镁饱和液（MgCl2含量400～440g/l）经扬液器由气流式喷咀喷散成小于80微米喷入梨形涡流炉，从而实现了热解率大于98%的高效结果，镁砂样块MgO含量99.63%～99.7%，体积密度3.24～3.38g/cm3。由于是小型试验装置，热耗较大，耗油达到1.7～2.Okg/k品，此缺陷将会通过半工业及工业窑炉的完整设计，燃料消耗完全可以降低到低于300kg/t产品。

华东师范大学的孙国清教授[4]对海水石灰法进行改进，已经研究出含MgO99.5%，B203为0.01%左右的高纯低硼镁砂。李道、陈彩常[17]利用蛇纹石岩化学湿法生产高纯氧化镁的研究开发于2000年6月一次试产成功，2001年开始正式生产。他们研制生产99.2%～99.68%高纯工业氧化镁已超过许多国家如以色列（99.4%）、原南斯拉夫（99.3%）、墨西哥（99.01%）的水平。与他们相比，具有低CaO、C1-、B203的优势，这说明中国高纯氧化镁的开发与生产达到世界领先水平，将在世界镁盐生产上占有一席之地。

4. 存在的问题与发展方向

在碱式碳酸镁制备高纯氧化镁的过程中，洗涤和抽滤的次数会与氧化镁的产量有直接关系；而在碱式碳酸镁进入马弗炉的过程中，如果碱式碳酸镁过于潮湿，会对炉子有不好的影响，减少其寿命，所以在此之前要进行干燥，干燥的程度影响后期的制备；而在进行煅烧时，煅烧温度不易控制，因为若煅烧温度过高，容易将产品烧死，煅烧温度过低，除煅烧时间长外，轻质氧化镁含量保证不了，所以温度的高低不好控制；在最后纯度分析时，不能完全保证杂质离子的祛除，所以在做的过程中需要一步步的验证，尽量做到最好。

高纯氧化镁高温下具有优良的耐酸碱性和电绝缘性[5]，光透过性好，导热性高，热膨胀系数大，广泛用作高温耐热材料，在陶瓷行业用作陶瓷坩锅、基板等原料。在电子、电器行业用作磁性装置填料、绝缘材料及各种载体。此外，用高纯氧化镁为原料，还可以生产电熔氧化镁单晶、高纯电熔氧化镁、纳米级氧化镁等专用特种氧化镁系列产品，这些产品在电子、电器、光学、仪表、冶金、国防、航空航天等领域中都有广泛的应用。

随着中国经济的快速发展，中国胶黏剂和密封材料行业规模迅速扩大，已跨入世界胶黏剂与密封剂生产和消费大国。本研究可以充分利用现有资源，成本低廉，解决了环境污染，为镁资源的有效利用奠定了基础，同时产生巨大经济效益。

参考文献：

[1] 李俊强.e7含镁副产品制备高纯碳酸镁及氧化镁研究[M].大连理工大学.2008，（6）：22-56.

[2] 杨军臣，翟学良.青海省盐湖水氯镁石资源的开发利用研究[J].矿冶.2002，11（B 07）：50-53.

[3] 梁蓓，梁义田，卢惠民.青海盐湖资源综合开发利用及动态平衡[J].矿冶.2001，10（3）：65-70.

[4] 孙国清.过碱法制备低硼海水镁砂中PH值的控制及再水化法降硼[J].耐火材料.1982，（2）：21-23.

[5] 宋志东.苦卤资源的高效利用[M].河北科技大学.2009，（5）：9-26.