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(ti)(ti)取率(lv),并降低產品能(neng)耗(hao)。提(ti)(ti)高(gao)產品質量,增(zeng)加產品品種,雙減(jian)法(fa)碳化工藝主要是改變了碳化條(tiao)件,減(jian)去了高(gao)能(neng)耗(hao)的(de)生產過程。將凈化過的(de)石灰乳液(ye)在特定條(tiao)件下進行碳化反(fan)應,使80—90%的(de)MgO被(bei)溶(rong)(rong)解,并生成(cheng)含MgO 20~30克(ke)/升的(de)碳酸輕(qing)(qing)鎂(mei)過飽(bao)和(he)溶(rong)(rong)液(ye)。經(jing)快速壓濾,在特定條(tiao)件下使碳酸輕(qing)(qing)鎂(mei)飽(bao)和(he)溶(rong)(rong)液(ye)在20~30度下解析出(chu)堿(jian)式(shi)碳酸鎂(mei)。此(ci)堿(jian)式(shi)碳酸鎂(mei)濾餅含水分只有50—60%。經(jing)煅(duan)燒得輕(qing)(qing)質氧化鎂(mei)產品。
該工藝特點:
(1)氧化鎂(mei)的(de)提取率增高(gao)了20-30%。
(2)減(jian)去了壓縮和熱解過(guo)程,降低了堿(jian)式碳(tan)酸鎂(mei)濾(lv)餅(bing)水分含量25-30%。
因此每(mei)噸輕(qing)質氧化鎂產品煤耗(hao)降(jiang)低75%,電耗(hao)降(jiang)低65%。
2、氣相法
將(jiang)高純(chun)度金(jin)屬鎂(mei)和氧反應(ying)生成(cheng)晶核,然后使顆粒繼(ji)續成(cheng)長,制(zhi)得(de)高純(chun)度微粉氧化鎂(mei)。含氧化鎂(mei)80%(重(zhong)量(liang))以(yi)上的粗原(yuan)料用無機(ji)酸(suan)(硫酸(suan)、鹽酸(suan)、硝(xiao)酸(suan))以(yi)摩爾比1:2的比例進(jin)(jin)行溶解,制(zhi)成(cheng)無機(ji)酸(suan)的鎂(mei)鹽。精制(zhi)除去其中雜質,于氧氣氣氛下進(jin)(jin)行加壓加熱(re)處(chu)理,再經(jing)水洗(xi)、脫(tuo)水、干燥,于1100℃加熱(re)1h,制(zhi)得(de)高純(chun)度氧化鎂(mei)。
氫(qing)氧化鎂(mei)煅燒法:以(yi)除雜凈化的硫酸鎂(mei)溶(rong)液(ye)為(wei)原料,以(yi)純氨水(shui)為(wei)沉(chen)淀劑加入鎂(mei)液(ye)中沉(chen)淀出Mg(OH)2,經板(ban)框壓濾機進(jin)行(xing)固(gu)液(ye)分離,濾餅經洗(xi)滌得高純度(du)Mg(OH)2,再經烘干、煅燒制得高純氧化鎂(mei)。
煅燒法苦土(tu)粉經過水(shui)選,除去雜(za)質后(hou)沉淀成鎂(mei)泥(ni)漿,然后(hou)通過消(xiao)化、烘干、煅燒,使氫氧(yang)化鎂(mei)脫水(shui)生成氧(yang)化鎂(mei):
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將菱鎂礦在950℃下于煅(duan)燒(shao)爐(lu)中進行(xing)煅(duan)燒(shao),再經(jing)冷卻、篩分、粉(fen)碎,制得輕燒(shao)氧化(hua)鎂。
純堿法先將苦鹵加(jia)水稀釋至20°Be左右加(jia)入(ru)(ru)反應器(qi),在攪拌下徐(xu)徐(xu)加(jia)入(ru)(ru)20°Be左右的純堿澄清(qing)溶(rong)液(ye),于55℃左右進行反應,生(sheng)成(cheng)重質碳酸鎂(mei),經(jing)漂(piao)洗、離心分(fen)離,在700~900℃進行焙燒,經(jing)粉碎、風選,制得輕(qing)質氧化鎂(mei)產品(pin):
5Na2CO3+5MgCl2+6H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NaCl+CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2↑+6H2O
4、碳化法
白云石經煅燒、消化、碳(tan)(tan)化后得(de)到堿式碳(tan)(tan)酸鎂,再經熱(re)分解、煅燒、粉碎(sui)、風選,即得(de)輕質(zhi)氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨(an)法將海水(shui)制鹽后(hou)的(de)母液(鎂(mei)離子含量在(zai)50g/L左右)除去雜質(zhi)后(hou)與碳酸氫銨(an)按(an)適(shi)宜的(de)比例混(hun)合(he),進行(xing)沉淀反應,再經離心脫水(shui)、烘干、煅燒、粉碎分級、包裝,即得輕(qing)質(zhi)氧化鎂(mei)成品:
5MgCl2+10NH4HCO3+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NH4CI+6CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2+6H2O
6、碳酸化法
采用白云(yun)石或(huo)菱鎂(mei)(mei)(mei)礦,經煅燒(shao)、加(jia)水消(xiao)化(hua)、碳(tan)酸(suan)(suan)化(hua)、煅燒(shao)、粉(fen)(fen)(fen)碎,即可(ke)制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。鹵(lu)水白云(yun)石灰法以海水或(huo)鹵(lu)水為原(yuan)料(liao)與(yu)石灰或(huo)白云(yun)灰發生(sheng)沉淀(dian)(dian)反應(ying),將(jiang)得(de)到的氫氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)沉淀(dian)(dian)進行過濾、干(gan)(gan)燥、煅燒(shao),制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。苦土粉(fen)(fen)(fen)-硫酸(suan)(suan)-碳(tan)銨法將(jiang)苦土粉(fen)(fen)(fen)等含鎂(mei)(mei)(mei)原(yuan)料(liao)與(yu)硫酸(suan)(suan)反應(ying),生(sheng)成(cheng)硫酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)(mei)溶液,其(qi)(qi)MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)(mei)溶液與(yu)碳(tan)酸(suan)(suan)氫銨反應(ying),生(sheng)成(cheng)碳(tan)酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)(mei)沉淀(dian)(dian),其(qi)(qi)MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然后沉淀(dian)(dian)物經過濾分離、洗滌、烘干(gan)(gan)、煅燒(shao)、粉(fen)(fen)(fen)碎,制得(de)活(huo)性(xing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。
7、燒結法
以電熔鎂(mei)塊(kuai)為原(yuan)料。經選(xuan)(xuan)料、破碎、篩(shai)分后與一定比例的液態二氧化鈦進(jin)行充分混合(he),再經水洗、烘(hong)干(gan)和(he)燒結,篩(shai)選(xuan)(xuan)出(chu)粒徑(jing)為40~150,即(ji)為成品高溫電工級氧化鎂(mei)。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸氫銨反應,生成堿(jian)式(shi)碳酸鎂,然后進行陳化、洗滌、脫水、干燥、煅燒,經粉碎后再(zai)凈化、熱處理,制(zhi)得硅(gui)鋼級氧化鎂。
9、電熔法
以高(gao)純氧化(hua)鎂為原料,經電熔(rong)制(zhi)得成品。
10、鹽酸法
將(jiang)生產重質氧(yang)化鎂(mei)的下腳料(liao)送入反應器,加(jia)入鹽酸(suan)(suan)(suan)進行(xing)反應,生成(cheng)六(liu)水氯化鎂(mei),再加(jia)入碳酸(suan)(suan)(suan)鈉進行(xing)反應,生成(cheng)堿(jian)式(shi)碳酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei),用(yong)水洗(xi)滌,將(jiang)堿(jian)式(shi)碳酸(suan)(suan)(suan)鎂(mei)在高(gao)溫煅燒,冷卻(que)后粉碎(sui),制得磁性氧(yang)化鎂(mei)。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧化(hua)鎂(mei)還(huan)原成金屬(shu)鎂(mei)的過(guo)程主要采(cai)用的是(shi)熱還(huan)原法(fa),這是(shi)一(yi)種在(zai)高溫下使用還(huan)原劑將(jiang)氧化(hua)鎂(mei)還(huan)原為金屬(shu)鎂(mei)的冶煉方法(fa)。
1、原材料準備
(1)原(yuan)料:氧化(hua)(hua)鎂(MgO),通(tong)常是通(tong)過(guo)電化(hua)(hua)學法(fa)或燒結(jie)法(fa)制(zhi)備得到的粉末狀物質。
(2)還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)(ji):常(chang)用(yong)的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)(ji)包(bao)括硅鐵、木炭、煤炭、焦炭等。其中,硅鐵是一種常(chang)用(yong)的(de)(de)還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)(ji)(ji),它能夠有(you)效地(di)將氧化鎂還(huan)(huan)原(yuan)成金(jin)屬鎂。
2、預處理
(1)氧(yang)化鎂粉末中常含有(you)一定的雜(za)質,如氧(yang)化鐵、氧(yang)化鈦(tai)等。為了減少雜(za)質對產物(wu)的影(ying)響,需要(yao)對氧(yang)化鎂粉末進(jin)行預處理。
(2)預(yu)處理(li)的(de)方法有酸洗(xi)、堿洗(xi)和熱(re)處理(li)等。其中,酸洗(xi)是常用的(de)方法,可以有效地去除表面的(de)雜質。
3、還原反應
(1)將預處理后(hou)的氧化鎂(mei)粉(fen)末與還原(yuan)劑一(yi)起放入反應爐中,進(jin)行還原(yuan)反應。
(2)反應(ying)一(yi)般在高溫下進行,溫度(du)(du)范圍(wei)通常為600-800℃,但在某(mou)些特定的熱還原法(fa)煉(lian)鎂方法(fa)中,如波爾扎諾法(fa),反應(ying)溫度(du)(du)可能(neng)達到2273-2573K。
(3)反應條件需要(yao)確保在真空或(huo)特定的氣體(ti)氛圍(wei)下進行,以(yi)提高反應效率(lv)和減少雜質的影響。
4、冷卻與分離
(1)還原反(fan)應完成后,需要對產物進(jin)行冷卻(que)。冷卻(que)一般采用自然冷卻(que)的(de)方法,同時也可以(yi)通過加入惰性(xing)氣體進(jin)行冷卻(que)。
(2)冷卻后,需(xu)要將金屬(shu)鎂與殘(can)余的(de)還(huan)原劑(ji)進行(xing)分離(li)。分離(li)的(de)方法有機(ji)械分離(li)和物(wu)理分離(li)等,一般(ban)采(cai)用振動篩(shai)進行(xing)分離(li)。
5、精煉
通過精煉(lian)(lian)可以(yi)得(de)到高純度的金屬(shu)鎂(mei)。精煉(lian)(lian)的方(fang)法(fa)有真空蒸(zheng)餾(liu)、電解(jie)精煉(lian)(lian)和(he)氣(qi)體(ti)冷卻(que)等。其中,真空蒸(zheng)餾(liu)是常(chang)用的精煉(lian)(lian)方(fang)法(fa),可以(yi)去除金屬(shu)鎂(mei)中的氣(qi)體(ti)和(he)雜質。
6、后處理
后處理包(bao)(bao)括干(gan)(gan)燥、包(bao)(bao)裝和儲存等步(bu)驟。干(gan)(gan)燥是將產(chan)物中的(de)水分蒸發掉,以防止產(chan)物吸濕變質。包(bao)(bao)裝是將產(chan)物包(bao)(bao)裝成所需(xu)的(de)形態(tai),方便儲存和運輸。儲存時需(xu)要注意防潮、防火(huo)等措施。
7、注意事項
(1)在(zai)整個生產過程中(zhong),需要(yao)實施(shi)嚴格(ge)的(de)質量控制措(cuo)施(shi),確(que)保每一(yi)步操作(zuo)都(dou)符合標準,以減少不必(bi)要(yao)的(de)損失和污(wu)染。
(2)考慮到環境保護和(he)可持續發展的要求,應選(xuan)擇環境友好(hao)型的生產工藝和(he)材料。
(3)定期對生產設備進行(xing)維護和升級,以確保其高效運(yun)行(xing),減少故(gu)障(zhang)和停(ting)機時間。
(4)對操作(zuo)人員(yuan)進行(xing)專業培訓,確保(bao)他們具備(bei)足(zu)夠的技能(neng)和(he)知識來操作(zuo)設備(bei)和(he)監控生產過程(cheng)。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原為金(jin)屬鎂,同時保證產物的質量和純度(du)。