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(bing)降低產(chan)(chan)品(pin)能耗。提高產(chan)(chan)品(pin)質(zhi)量,增(zeng)加(jia)產(chan)(chan)品(pin)品(pin)種,雙減法碳化(hua)工藝主要是(shi)改變了碳化(hua)條(tiao)(tiao)件,減去(qu)了高能耗的(de)生產(chan)(chan)過(guo)程。將凈化(hua)過(guo)的(de)石(shi)灰乳液(ye)在(zai)(zai)特定條(tiao)(tiao)件下(xia)(xia)進行碳化(hua)反應,使80—90%的(de)MgO被溶(rong)解,并(bing)生成含(han)MgO 20~30克/升的(de)碳酸輕(qing)(qing)鎂(mei)過(guo)飽(bao)和溶(rong)液(ye)。經快速壓濾,在(zai)(zai)特定條(tiao)(tiao)件下(xia)(xia)使碳酸輕(qing)(qing)鎂(mei)飽(bao)和溶(rong)液(ye)在(zai)(zai)20~30度下(xia)(xia)解析出堿(jian)式(shi)碳酸鎂(mei)。此堿(jian)式(shi)碳酸鎂(mei)濾餅含(han)水分只有(you)50—60%。經煅燒得輕(qing)(qing)質(zhi)氧(yang)化(hua)鎂(mei)產(chan)(chan)品(pin)。
該工藝特點:
(1)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)提(ti)取(qu)率增高了(le)20-30%。
(2)減去了(le)壓縮和熱解(jie)過程(cheng),降低了(le)堿式(shi)碳酸鎂(mei)濾餅水分含量25-30%。
因此每噸輕(qing)質(zhi)氧化鎂(mei)產(chan)品(pin)煤耗降低75%,電(dian)耗降低65%。
2、氣相法
將高純度金屬(shu)鎂(mei)(mei)和氧反(fan)應(ying)生成晶核,然(ran)后使顆粒繼續成長,制得高純度微粉氧化鎂(mei)(mei)。含氧化鎂(mei)(mei)80%(重量)以上的粗(cu)原料用(yong)無(wu)機酸(suan)(硫酸(suan)、鹽(yan)(yan)酸(suan)、硝酸(suan))以摩爾(er)比1:2的比例進行溶解,制成無(wu)機酸(suan)的鎂(mei)(mei)鹽(yan)(yan)。精制除去其(qi)中雜質,于氧氣氣氛(fen)下進行加壓加熱(re)處理,再經水(shui)洗、脫水(shui)、干(gan)燥(zao),于1100℃加熱(re)1h,制得高純度氧化鎂(mei)(mei)。
氫氧化(hua)鎂(mei)煅燒法:以除雜凈化(hua)的硫酸(suan)鎂(mei)溶液為原料,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(kuang)壓濾機進行(xing)固液分離,濾餅經(jing)洗(xi)滌得高純度Mg(OH)2,再經(jing)烘干、煅燒制得高純氧化(hua)鎂(mei)。
煅燒法苦土粉經過水選,除去雜質后沉淀成鎂(mei)泥漿(jiang),然后通過消化、烘干(gan)、煅燒,使氫氧(yang)化鎂(mei)脫水生(sheng)成氧(yang)化鎂(mei):
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將(jiang)菱鎂礦在950℃下于煅燒爐(lu)中(zhong)進行煅燒,再經(jing)冷(leng)卻(que)、篩分(fen)、粉碎,制得輕燒氧化鎂。
純堿(jian)法先將苦(ku)鹵加(jia)水稀釋至20°Be左(zuo)右(you)加(jia)入(ru)反應器(qi),在(zai)攪(jiao)拌下徐(xu)(xu)徐(xu)(xu)加(jia)入(ru)20°Be左(zuo)右(you)的純堿(jian)澄清溶液,于55℃左(zuo)右(you)進行反應,生成重質碳酸鎂,經漂洗、離心分離,在(zai)700~900℃進行焙燒,經粉碎、風選,制得輕質氧化鎂產(chan)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)石經煅燒、消化、碳化后得(de)到堿(jian)式碳酸鎂,再經熱分解、煅燒、粉(fen)碎、風選,即得(de)輕質氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨法將海(hai)水制鹽(yan)后的母液(鎂(mei)離(li)子含量(liang)在50g/L左(zuo)右)除去雜質后與(yu)碳酸氫銨按(an)適宜的比例(li)混合,進行沉(chen)淀反(fan)應,再經離(li)心脫水、烘干、煅燒(shao)、粉碎分(fen)級、包裝,即得輕(qing)質氧化鎂(mei)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
采用白(bai)云石或菱鎂(mei)礦,經煅燒(shao)、加水(shui)消化(hua)(hua)(hua)、碳(tan)酸(suan)化(hua)(hua)(hua)、煅燒(shao)、粉碎,即可制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。鹵水(shui)白(bai)云石灰(hui)法以海水(shui)或鹵水(shui)為原料(liao)與石灰(hui)或白(bai)云灰(hui)發生沉淀(dian)(dian)反應(ying),將得(de)到的氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)沉淀(dian)(dian)進(jin)行過(guo)濾、干燥、煅燒(shao),制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。苦(ku)土粉-硫(liu)酸(suan)-碳(tan)銨法將苦(ku)土粉等(deng)含(han)鎂(mei)原料(liao)與硫(liu)酸(suan)反應(ying),生成硫(liu)酸(suan)鎂(mei)溶液,其MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫(liu)酸(suan)鎂(mei)溶液與碳(tan)酸(suan)氫銨反應(ying),生成碳(tan)酸(suan)鎂(mei)沉淀(dian)(dian),其MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然后(hou)沉淀(dian)(dian)物經過(guo)濾分離、洗滌、烘干、煅燒(shao)、粉碎,制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。
7、燒結法
以電(dian)熔(rong)鎂塊為原料(liao)。經(jing)選料(liao)、破碎(sui)、篩分(fen)后與(yu)一定比(bi)例的液態二氧(yang)化鈦進行充(chong)分(fen)混合,再(zai)經(jing)水洗、烘干和燒(shao)結,篩選出粒徑為40~150,即為成品高(gao)溫電(dian)工級氧(yang)化鎂。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸氫銨反應(ying),生成堿(jian)式碳酸鎂(mei),然后進行陳化、洗滌、脫水、干燥、煅燒,經(jing)粉碎后再凈化、熱處理,制(zhi)得硅鋼級氧化鎂(mei)。
9、電熔法
以高(gao)純氧化鎂為原料,經(jing)電(dian)熔制得成品。
10、鹽酸法
將生產重質氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)的下腳料送入(ru)反(fan)(fan)應(ying)器,加入(ru)鹽酸進行反(fan)(fan)應(ying),生成(cheng)六水(shui)氯(lv)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei),再(zai)加入(ru)碳(tan)酸鈉進行反(fan)(fan)應(ying),生成(cheng)堿式碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei),用水(shui)洗滌,將堿式碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)在高溫煅燒(shao),冷(leng)卻后粉碎(sui),制得磁性氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧(yang)化鎂(mei)(mei)還(huan)原(yuan)成金屬(shu)(shu)鎂(mei)(mei)的(de)過程主要采用(yong)的(de)是(shi)熱還(huan)原(yuan)法(fa),這(zhe)是(shi)一種在(zai)高溫下使用(yong)還(huan)原(yuan)劑將氧(yang)化鎂(mei)(mei)還(huan)原(yuan)為金屬(shu)(shu)鎂(mei)(mei)的(de)冶煉(lian)方法(fa)。
1、原材料準備
(1)原(yuan)料(liao):氧化鎂(MgO),通常是(shi)通過(guo)電化學(xue)法(fa)或燒(shao)結法(fa)制備得到的粉(fen)末(mo)狀物質(zhi)。
(2)還(huan)(huan)原(yuan)劑:常(chang)用的還(huan)(huan)原(yuan)劑包括硅(gui)(gui)鐵(tie)、木(mu)炭(tan)、煤(mei)炭(tan)、焦(jiao)炭(tan)等(deng)。其中,硅(gui)(gui)鐵(tie)是(shi)一種常(chang)用的還(huan)(huan)原(yuan)劑,它(ta)能(neng)夠有(you)效地將氧(yang)化鎂(mei)還(huan)(huan)原(yuan)成金屬鎂(mei)。
2、預處理
(1)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂粉(fen)末中常(chang)含有(you)一定(ding)的(de)雜(za)質,如氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鐵、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈦等。為了減(jian)少雜(za)質對(dui)產物的(de)影(ying)響,需要(yao)對(dui)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂粉(fen)末進(jin)行預處理(li)。
(2)預處(chu)(chu)理的方法(fa)有酸洗、堿洗和(he)熱處(chu)(chu)理等。其中,酸洗是常用的方法(fa),可(ke)以(yi)有效地去除(chu)表面的雜質(zhi)。
3、還原反應
(1)將預處理后的氧(yang)化鎂(mei)粉末與(yu)還原劑一起放入反(fan)應爐中,進行(xing)還原反(fan)應。
(2)反應一般在高溫下進行,溫度范圍通常為(wei)600-800℃,但在某(mou)些特定的熱(re)還原法煉鎂方法中,如波爾扎諾法,反應溫度可能(neng)達到2273-2573K。
(3)反(fan)應條件需要(yao)確保(bao)在真空或(huo)特(te)定的氣體氛(fen)圍下(xia)進(jin)行,以提高反(fan)應效率和(he)減(jian)少(shao)雜質的影響。
4、冷卻與分離
(1)還原反應完成后,需要對產物進行冷卻。冷卻一般采用自然冷卻的方法(fa),同時也可以通過加入惰性(xing)氣體進行冷卻。
(2)冷卻后,需要將金屬鎂與殘余的(de)還(huan)原劑進行分(fen)(fen)離。分(fen)(fen)離的(de)方法(fa)有機械分(fen)(fen)離和物(wu)理分(fen)(fen)離等,一般采用振動篩進行分(fen)(fen)離。
5、精煉
通(tong)過精煉(lian)可(ke)以(yi)得到(dao)高(gao)純(chun)度(du)的(de)(de)金(jin)屬鎂。精煉(lian)的(de)(de)方法有真空蒸餾、電(dian)解(jie)精煉(lian)和氣(qi)(qi)體冷卻等。其(qi)中,真空蒸餾是常用的(de)(de)精煉(lian)方法,可(ke)以(yi)去除金(jin)屬鎂中的(de)(de)氣(qi)(qi)體和雜質。
6、后處理
后處(chu)理包括(kuo)干燥、包裝(zhuang)和儲(chu)存(cun)(cun)等(deng)步驟。干燥是將產物(wu)中的水分(fen)蒸發掉(diao),以(yi)防(fang)止產物(wu)吸濕變(bian)質。包裝(zhuang)是將產物(wu)包裝(zhuang)成(cheng)所需的形態,方(fang)便儲(chu)存(cun)(cun)和運輸。儲(chu)存(cun)(cun)時(shi)需要注(zhu)意防(fang)潮、防(fang)火(huo)等(deng)措施。
7、注意事項
(1)在整(zheng)個(ge)生產過程中(zhong),需(xu)要(yao)實施(shi)嚴格的質量控制措施(shi),確保每一步操作都符合標準,以減少不(bu)必(bi)要(yao)的損失和污(wu)染。
(2)考慮到環境(jing)保護和可持續發展的要求(qiu),應選擇環境(jing)友好型的生產(chan)工藝和材料(liao)。
(3)定期對生產設備(bei)進行(xing)維護和(he)升級,以確保其(qi)高效運(yun)行(xing),減少故障和(he)停機(ji)時(shi)間。
(4)對操(cao)(cao)作人(ren)員進行(xing)專(zhuan)業培訓,確保他們具備(bei)足(zu)夠的技能和知(zhi)識來操(cao)(cao)作設(she)備(bei)和監控生產過程(cheng)。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原(yuan)為(wei)金屬(shu)鎂(mei),同(tong)時保證產物的質量(liang)和純度。