一、氧化鎂的生產方法有哪些
1、雙減碳化法
為了提高氧化鎂的(de)提取率,并降低(di)產(chan)品(pin)能耗。提高產(chan)品(pin)質量(liang),增加產(chan)品(pin)品(pin)種,雙減(jian)法碳(tan)(tan)化(hua)工藝主要是改變了(le)碳(tan)(tan)化(hua)條(tiao)件,減(jian)去了(le)高能耗的(de)生產(chan)過程。將凈化(hua)過的(de)石灰乳液(ye)(ye)在(zai)特定(ding)條(tiao)件下進行碳(tan)(tan)化(hua)反(fan)應,使80—90%的(de)MgO被(bei)溶(rong)解,并生成含(han)MgO 20~30克/升的(de)碳(tan)(tan)酸輕鎂(mei)過飽和(he)溶(rong)液(ye)(ye)。經快(kuai)速壓(ya)濾,在(zai)特定(ding)條(tiao)件下使碳(tan)(tan)酸輕鎂(mei)飽和(he)溶(rong)液(ye)(ye)在(zai)20~30度下解析出堿式碳(tan)(tan)酸鎂(mei)。此(ci)堿式碳(tan)(tan)酸鎂(mei)濾餅(bing)含(han)水(shui)分只(zhi)有50—60%。經煅燒得(de)輕質氧化(hua)鎂(mei)產(chan)品(pin)。
該工藝特點:
(1)氧化(hua)鎂的(de)提(ti)取率增(zeng)高了20-30%。
(2)減去了壓縮和熱解(jie)過程,降低了堿式碳酸鎂濾餅(bing)水分含(han)量(liang)25-30%。
因此每噸輕質(zhi)氧化鎂產品煤耗降低75%,電(dian)耗降低65%。
2、氣相法
將高純(chun)度金屬鎂和(he)氧(yang)反應生成晶核,然后使顆粒(li)繼續成長,制得(de)高純(chun)度微粉氧(yang)化(hua)(hua)鎂。含(han)氧(yang)化(hua)(hua)鎂80%(重量)以上(shang)的(de)粗原(yuan)料用無(wu)機酸(suan)(硫酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)、硝酸(suan))以摩(mo)爾比1:2的(de)比例(li)進行溶解,制成無(wu)機酸(suan)的(de)鎂鹽(yan)。精制除去其中雜質,于氧(yang)氣氣氛下進行加壓加熱(re)處(chu)理,再(zai)經水洗(xi)、脫水、干(gan)燥,于1100℃加熱(re)1h,制得(de)高純(chun)度氧(yang)化(hua)(hua)鎂。
氫氧化(hua)鎂(mei)煅(duan)(duan)燒法:以除雜凈(jing)化(hua)的硫酸鎂(mei)溶(rong)液為原(yuan)料,以純氨水為沉淀劑加(jia)入鎂(mei)液中沉淀出Mg(OH)2,經(jing)板框壓(ya)濾機進行固液分(fen)離,濾餅經(jing)洗滌得高純度Mg(OH)2,再經(jing)烘(hong)干、煅(duan)(duan)燒制得高純氧化(hua)鎂(mei)。
煅(duan)燒法苦土粉經過水(shui)選,除去雜質后沉淀成鎂(mei)泥漿,然(ran)后通過消化、烘干(gan)、煅(duan)燒,使氫氧化鎂(mei)脫水(shui)生成氧化鎂(mei):
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將菱鎂礦在950℃下于(yu)煅燒爐中進行(xing)煅燒,再經冷卻(que)、篩分(fen)、粉(fen)碎,制(zhi)得輕燒氧(yang)化鎂。
純堿(jian)(jian)法先將苦鹵加水稀釋至20°Be左右(you)(you)加入(ru)(ru)反應器,在攪拌下徐徐加入(ru)(ru)20°Be左右(you)(you)的純堿(jian)(jian)澄清(qing)溶液,于(yu)55℃左右(you)(you)進行反應,生(sheng)成重質碳酸鎂,經(jing)漂洗、離心分離,在700~900℃進行焙燒(shao),經(jing)粉碎、風選,制得輕質氧化鎂產品:
5Na2CO3+5MgCl2+6H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NaCl+CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2↑+6H2O
4、碳化法
白云(yun)石(shi)經煅(duan)燒(shao)、消化、碳化后得到堿式碳酸鎂,再經熱分解、煅(duan)燒(shao)、粉碎(sui)、風(feng)選,即得輕質氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨法將海水制(zhi)鹽后的母液(鎂離子含(han)量在50g/L左右)除去雜質(zhi)后與碳酸氫銨按適(shi)宜的比例混合,進行沉淀(dian)反應(ying),再經離心脫水、烘干、煅(duan)燒、粉碎(sui)分級(ji)、包裝,即得輕(qing)質(zhi)氧(yang)化鎂成品(pin):
5MgCl2+10NH4HCO3+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NH4CI+6CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2+6H2O
6、碳酸化法
采(cai)用白云石(shi)(shi)或(huo)菱(ling)鎂(mei)(mei)礦,經煅(duan)燒、加水(shui)消化、碳酸(suan)(suan)(suan)化、煅(duan)燒、粉(fen)碎,即可制(zhi)得活性氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。鹵水(shui)白云石(shi)(shi)灰(hui)法以(yi)海水(shui)或(huo)鹵水(shui)為原料與石(shi)(shi)灰(hui)或(huo)白云灰(hui)發生沉淀反(fan)應,將(jiang)得到的氫氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)沉淀進行過(guo)濾、干(gan)燥、煅(duan)燒,制(zhi)得活性氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。苦土粉(fen)-硫酸(suan)(suan)(suan)-碳銨(an)法將(jiang)苦土粉(fen)等含鎂(mei)(mei)原料與硫酸(suan)(suan)(suan)反(fan)應,生成硫酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)(mei)溶液(ye),其MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)(mei)溶液(ye)與碳酸(suan)(suan)(suan)氫銨(an)反(fan)應,生成碳酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)(mei)沉淀,其MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然后沉淀物經過(guo)濾分離、洗(xi)滌、烘(hong)干(gan)、煅(duan)燒、粉(fen)碎,制(zhi)得活性氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。
7、燒結法
以電熔鎂塊為(wei)原料(liao)。經選料(liao)、破碎、篩(shai)分后(hou)與一定比(bi)例的液態二(er)氧化(hua)鈦進行充分混合(he),再經水洗、烘干(gan)和(he)燒(shao)結(jie),篩(shai)選出(chu)粒徑為(wei)40~150,即為(wei)成品高溫電工級(ji)氧化(hua)鎂。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸(suan)氫銨反應(ying),生成堿式碳酸(suan)鎂,然后進行陳化、洗滌、脫水、干(gan)燥、煅燒,經(jing)粉碎后再凈化、熱處理,制得(de)硅鋼級氧化鎂。
9、電熔法
以(yi)高純氧化鎂為(wei)原料(liao),經電熔制(zhi)得成品(pin)。
10、鹽酸法
將生產重質氧化(hua)鎂(mei)的下腳料送入反(fan)(fan)(fan)應(ying)器,加入鹽酸進行反(fan)(fan)(fan)應(ying),生成(cheng)六水(shui)氯化(hua)鎂(mei),再加入碳酸鈉進行反(fan)(fan)(fan)應(ying),生成(cheng)堿式(shi)碳酸鎂(mei),用水(shui)洗滌,將堿式(shi)碳酸鎂(mei)在(zai)高(gao)溫煅燒,冷卻后(hou)粉碎,制得磁性氧化(hua)鎂(mei)。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧化鎂還(huan)原(yuan)成金屬(shu)鎂的(de)過程主要采用的(de)是熱還(huan)原(yuan)法(fa),這是一種在(zai)高溫下(xia)使用還(huan)原(yuan)劑將氧化鎂還(huan)原(yuan)為金屬(shu)鎂的(de)冶煉方(fang)法(fa)。
1、原材料準備
(1)原料(liao):氧化(hua)鎂(mei)(MgO),通(tong)常(chang)是通(tong)過電化(hua)學法(fa)或燒結法(fa)制(zhi)備得到的(de)粉末狀物質。
(2)還原劑(ji)(ji):常用(yong)的還原劑(ji)(ji)包括(kuo)硅鐵(tie)(tie)、木炭、煤炭、焦炭等(deng)。其(qi)中,硅鐵(tie)(tie)是一種常用(yong)的還原劑(ji)(ji),它能夠有效地將氧化鎂(mei)還原成金(jin)屬(shu)鎂(mei)。
2、預處理
(1)氧化鎂粉末中常(chang)含有(you)一定的雜(za)質(zhi),如氧化鐵(tie)、氧化鈦等。為了(le)減少雜(za)質(zhi)對產物(wu)的影響,需要對氧化鎂粉末進行預(yu)處理。
(2)預(yu)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)方(fang)法有酸(suan)洗、堿洗和熱(re)處(chu)理(li)(li)等。其中,酸(suan)洗是常(chang)用的(de)(de)方(fang)法,可(ke)以有效(xiao)地去除表面的(de)(de)雜質。
3、還原反應
(1)將預處理后的氧(yang)化(hua)鎂粉末與還原(yuan)(yuan)劑(ji)一起放入反(fan)應(ying)爐中,進行還原(yuan)(yuan)反(fan)應(ying)。
(2)反應一般(ban)在(zai)高(gao)溫下進行,溫度范(fan)圍通常為(wei)600-800℃,但在(zai)某些(xie)特定的熱還(huan)原法煉鎂方法中(zhong),如波爾扎諾法,反應溫度可(ke)能(neng)達(da)到2273-2573K。
(3)反應條件需要(yao)確保(bao)在真空或特定的氣體氛圍下進(jin)行,以提高反應效率(lv)和減少雜質的影(ying)響(xiang)。
4、冷卻與分離
(1)還原反應完成后,需要對(dui)產物進行冷(leng)卻(que)。冷(leng)卻(que)一般采用(yong)自然冷(leng)卻(que)的方法,同(tong)時也(ye)可以通過加入(ru)惰性(xing)氣(qi)體進行冷(leng)卻(que)。
(2)冷(leng)卻后,需要將金屬(shu)鎂與殘余的還原劑進行分離(li)(li)。分離(li)(li)的方法有機械分離(li)(li)和物理(li)分離(li)(li)等,一(yi)般(ban)采用(yong)振動篩(shai)進行分離(li)(li)。
5、精煉
通過精煉可以(yi)得到高純度的金屬(shu)鎂。精煉的方(fang)法有真(zhen)空蒸(zheng)餾、電解精煉和(he)氣(qi)(qi)體冷卻(que)等。其中,真(zhen)空蒸(zheng)餾是常用的精煉方(fang)法,可以(yi)去除金屬(shu)鎂中的氣(qi)(qi)體和(he)雜質(zhi)。
6、后處理
后處理包(bao)括干燥、包(bao)裝(zhuang)和儲(chu)存等(deng)步驟(zou)。干燥是(shi)將(jiang)產物中的水分蒸發(fa)掉,以防(fang)止產物吸濕變質。包(bao)裝(zhuang)是(shi)將(jiang)產物包(bao)裝(zhuang)成所需的形態,方便儲(chu)存和運(yun)輸。儲(chu)存時需要注意防(fang)潮(chao)、防(fang)火等(deng)措施。
7、注意事項
(1)在(zai)整(zheng)個(ge)生產過程中(zhong),需要實施嚴格的質量控制措施,確保每一步(bu)操作都符(fu)合(he)標準,以減少不(bu)必要的損(sun)失和污染。
(2)考慮到環(huan)境保護和可持續發展的要求,應選擇環(huan)境友好型(xing)的生產(chan)工藝和材料。
(3)定(ding)期對生產設(she)備進(jin)行維護和升(sheng)級,以確保其高(gao)效運行,減少故障和停機時間。
(4)對操作人員進行(xing)專業培訓,確保他們具備(bei)足夠的技能和(he)知(zhi)識來(lai)操作設備(bei)和(he)監控生產過程。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還(huan)原為金屬鎂,同時保(bao)證產(chan)物(wu)的質量和(he)純度。