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)(de)(de)提(ti)取率(lv),并降低產品能耗。提(ti)高產品質量,增加(jia)產品品種,雙減(jian)法(fa)碳(tan)化(hua)工藝主(zhu)要是改變了(le)碳(tan)化(hua)條件(jian)(jian),減(jian)去了(le)高能耗的(de)(de)(de)生(sheng)產過程。將凈(jing)化(hua)過的(de)(de)(de)石灰(hui)乳液在(zai)特定(ding)(ding)條件(jian)(jian)下(xia)(xia)進行(xing)碳(tan)化(hua)反應,使80—90%的(de)(de)(de)MgO被溶(rong)解(jie),并生(sheng)成含(han)MgO 20~30克/升的(de)(de)(de)碳(tan)酸(suan)輕(qing)鎂(mei)過飽和溶(rong)液。經快速壓濾,在(zai)特定(ding)(ding)條件(jian)(jian)下(xia)(xia)使碳(tan)酸(suan)輕(qing)鎂(mei)飽和溶(rong)液在(zai)20~30度下(xia)(xia)解(jie)析出堿(jian)式碳(tan)酸(suan)鎂(mei)。此堿(jian)式碳(tan)酸(suan)鎂(mei)濾餅含(han)水分(fen)只有(you)50—60%。經煅燒得輕(qing)質氧化(hua)鎂(mei)產品。
該工藝特點:
(1)氧化鎂的提取(qu)率(lv)增高了20-30%。
(2)減去了壓縮和熱(re)解(jie)過程,降低了堿(jian)式碳酸鎂濾(lv)餅(bing)水分含量25-30%。
因(yin)此每(mei)噸輕質(zhi)氧化鎂產品煤耗降(jiang)(jiang)低(di)75%,電(dian)耗降(jiang)(jiang)低(di)65%。
2、氣相法
將高純度金(jin)屬(shu)鎂(mei)和氧(yang)反應生成(cheng)(cheng)晶核(he),然后(hou)使顆粒繼(ji)續(xu)成(cheng)(cheng)長,制得(de)高純度微(wei)粉氧(yang)化(hua)鎂(mei)。含(han)氧(yang)化(hua)鎂(mei)80%(重量)以上的粗原料(liao)用無機酸(suan)(硫酸(suan)、鹽酸(suan)、硝酸(suan))以摩(mo)爾比1:2的比例進(jin)行溶(rong)解(jie),制成(cheng)(cheng)無機酸(suan)的鎂(mei)鹽。精制除去其中雜質,于氧(yang)氣氣氛下進(jin)行加(jia)(jia)(jia)壓加(jia)(jia)(jia)熱處理,再經(jing)水(shui)洗(xi)、脫水(shui)、干燥,于1100℃加(jia)(jia)(jia)熱1h,制得(de)高純度氧(yang)化(hua)鎂(mei)。
氫氧化鎂煅(duan)燒法:以(yi)除(chu)雜凈化的硫酸(suan)鎂溶液為(wei)原料,以(yi)純氨(an)水為(wei)沉(chen)淀(dian)劑加(jia)入鎂液中沉(chen)淀(dian)出Mg(OH)2,經(jing)(jing)板框壓濾(lv)機進(jin)行固液分(fen)離(li),濾(lv)餅經(jing)(jing)洗滌(di)得高(gao)(gao)純度Mg(OH)2,再經(jing)(jing)烘干、煅(duan)燒制得高(gao)(gao)純氧化鎂。
煅(duan)燒法(fa)苦土粉經過水(shui)選,除去雜質后沉(chen)淀成鎂泥漿(jiang),然后通(tong)過消化(hua)、烘(hong)干、煅(duan)燒,使氫氧化(hua)鎂脫水(shui)生(sheng)成氧化(hua)鎂:
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將(jiang)菱鎂礦在950℃下于(yu)煅燒爐中進行煅燒,再經冷(leng)卻(que)、篩(shai)分、粉(fen)碎(sui),制(zhi)得(de)輕燒氧化鎂。
純堿法(fa)先將苦鹵(lu)加(jia)水稀釋(shi)至20°Be左(zuo)(zuo)(zuo)右加(jia)入反(fan)(fan)應(ying)器,在攪拌下徐徐加(jia)入20°Be左(zuo)(zuo)(zuo)右的純堿澄清溶液,于55℃左(zuo)(zuo)(zuo)右進行反(fan)(fan)應(ying),生成重質(zhi)碳(tan)酸鎂,經漂(piao)洗、離心(xin)分離,在700~900℃進行焙燒,經粉碎、風選,制(zhi)得輕質(zhi)氧(yang)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
白云石經煅(duan)燒(shao)、消化、碳(tan)化后得到堿式碳(tan)酸(suan)鎂,再經熱分解、煅(duan)燒(shao)、粉碎、風選,即得輕(qing)質氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨法將海水制鹽后(hou)的母液(ye)(鎂(mei)離(li)(li)子含量在50g/L左右)除去雜(za)質后(hou)與碳酸氫銨按適宜(yi)的比例混合,進行(xing)沉淀反應,再經離(li)(li)心脫水、烘干(gan)、煅燒、粉碎分級、包裝,即得輕質氧(yang)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(bai)云(yun)石或(huo)(huo)菱鎂(mei)礦,經(jing)(jing)煅(duan)燒(shao)、加水(shui)消化、碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)化、煅(duan)燒(shao)、粉碎,即可(ke)制得活(huo)性(xing)(xing)氧化鎂(mei)。鹵水(shui)白(bai)云(yun)石灰(hui)法以海(hai)水(shui)或(huo)(huo)鹵水(shui)為原料與(yu)石灰(hui)或(huo)(huo)白(bai)云(yun)灰(hui)發生沉淀(dian)反應,將得到的氫氧化鎂(mei)沉淀(dian)進行(xing)過(guo)(guo)濾(lv)、干燥、煅(duan)燒(shao),制得活(huo)性(xing)(xing)氧化鎂(mei)。苦土(tu)粉-硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)-碳(tan)銨法將苦土(tu)粉等(deng)含鎂(mei)原料與(yu)硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)反應,生成硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎂(mei)溶(rong)液,其MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎂(mei)溶(rong)液與(yu)碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)氫銨反應,生成碳(tan)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鎂(mei)沉淀(dian),其MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然后沉淀(dian)物(wu)經(jing)(jing)過(guo)(guo)濾(lv)分離、洗滌、烘干、煅(duan)燒(shao)、粉碎,制得活(huo)性(xing)(xing)氧化鎂(mei)。
7、燒結法
以電(dian)熔鎂塊(kuai)為(wei)原料(liao)。經選料(liao)、破碎、篩分后(hou)與一(yi)定比例的液態二氧(yang)化(hua)鈦進行充分混(hun)合(he),再經水洗(xi)、烘干和燒結(jie),篩選出粒(li)徑為(wei)40~150,即為(wei)成品高溫電(dian)工級氧(yang)化(hua)鎂。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸氫銨反應(ying),生成堿式碳酸鎂(mei),然后(hou)(hou)進行(xing)陳化(hua)、洗滌、脫水、干燥、煅燒(shao),經粉(fen)碎后(hou)(hou)再凈化(hua)、熱處理,制(zhi)得硅鋼級氧(yang)化(hua)鎂(mei)。
9、電熔法
以(yi)高純氧化鎂為原料(liao),經電熔制得成(cheng)品(pin)。
10、鹽酸法
將(jiang)生產重(zhong)質氧化(hua)鎂的下腳(jiao)料送(song)入(ru)(ru)(ru)反應(ying)器,加入(ru)(ru)(ru)鹽酸進(jin)行反應(ying),生成六水(shui)氯化(hua)鎂,再加入(ru)(ru)(ru)碳酸鈉進(jin)行反應(ying),生成堿式(shi)碳酸鎂,用(yong)水(shui)洗(xi)滌,將(jiang)堿式(shi)碳酸鎂在高(gao)溫(wen)煅(duan)燒,冷卻后粉碎,制(zhi)得磁性(xing)氧化(hua)鎂。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧化鎂還(huan)原(yuan)成金(jin)屬(shu)鎂的過(guo)程主要采用(yong)的是熱還(huan)原(yuan)法,這是一種(zhong)在(zai)高溫(wen)下使(shi)用(yong)還(huan)原(yuan)劑將氧化鎂還(huan)原(yuan)為金(jin)屬(shu)鎂的冶煉(lian)方法。
1、原材料準備
(1)原料:氧化鎂(MgO),通(tong)常是(shi)通(tong)過電(dian)化學法(fa)或燒(shao)結法(fa)制備得到的粉(fen)末(mo)狀物質。
(2)還原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji):常(chang)用的還原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)包(bao)括硅鐵、木炭、煤炭、焦炭等(deng)。其中,硅鐵是一(yi)種常(chang)用的還原(yuan)(yuan)劑(ji)(ji),它(ta)能夠(gou)有效(xiao)地將(jiang)氧化鎂還原(yuan)(yuan)成金屬(shu)鎂。
2、預處理
(1)氧化鎂粉(fen)末中常含有一定的雜(za)質(zhi),如氧化鐵、氧化鈦等。為了減(jian)少雜(za)質(zhi)對產物的影響(xiang),需要對氧化鎂粉(fen)末進行預處理(li)。
(2)預處理的方法有(you)酸(suan)洗(xi)、堿洗(xi)和熱處理等。其中,酸(suan)洗(xi)是常用的方法,可以有(you)效地去除表(biao)面的雜(za)質。
3、還原反應
(1)將預處(chu)理后的氧化(hua)鎂粉末與還原劑一起放入反應爐中,進行還原反應。
(2)反應一般在高溫(wen)下進行,溫(wen)度(du)范圍通常(chang)為(wei)600-800℃,但(dan)在某些特定的熱還原法煉鎂方法中,如波爾扎(zha)諾法,反應溫(wen)度(du)可能(neng)達到2273-2573K。
(3)反應條件(jian)需要確(que)保(bao)在真空或特定(ding)的(de)氣體氛圍下(xia)進行,以提高反應效率和減(jian)少雜質的(de)影(ying)響。
4、冷卻與分離
(1)還原反應完成后(hou),需要(yao)對產物進行(xing)冷卻(que)。冷卻(que)一般(ban)采用自然冷卻(que)的(de)方法(fa),同時也可(ke)以通(tong)過(guo)加入惰(duo)性氣體進行(xing)冷卻(que)。
(2)冷卻(que)后,需要將金屬鎂(mei)與殘余的還原劑進行(xing)分(fen)離。分(fen)離的方法有機械分(fen)離和物理分(fen)離等(deng),一(yi)般采(cai)用振動(dong)篩(shai)進行(xing)分(fen)離。
5、精煉
通過精(jing)煉(lian)可(ke)以(yi)得到高純度的金屬鎂。精(jing)煉(lian)的方法(fa)有真(zhen)空蒸餾、電解(jie)精(jing)煉(lian)和氣(qi)體冷卻等。其中,真(zhen)空蒸餾是常用的精(jing)煉(lian)方法(fa),可(ke)以(yi)去(qu)除(chu)金屬鎂中的氣(qi)體和雜(za)質。
6、后處理
后(hou)處理(li)包(bao)(bao)括干燥、包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)和儲(chu)(chu)存(cun)等(deng)步驟(zou)。干燥是將產(chan)(chan)物中的水分蒸(zheng)發掉(diao),以防止產(chan)(chan)物吸濕變質。包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)是將產(chan)(chan)物包(bao)(bao)裝(zhuang)(zhuang)成所需的形態,方便儲(chu)(chu)存(cun)和運輸。儲(chu)(chu)存(cun)時需要注(zhu)意防潮、防火等(deng)措(cuo)施。
7、注意事項
(1)在整個生(sheng)產過程中,需要(yao)實施嚴格的質量控制措施,確保每(mei)一(yi)步操作(zuo)都符合(he)標準,以(yi)減少不必(bi)要(yao)的損失和污染(ran)。
(2)考慮到環(huan)境保護和可持(chi)續發展的(de)要(yao)求,應選(xuan)擇(ze)環(huan)境友好型(xing)的(de)生產工藝和材料。
(3)定期(qi)對生(sheng)產設(she)備進行維護和(he)升級,以(yi)確(que)保其高效運(yun)行,減(jian)少故障和(he)停機時(shi)間。
(4)對操(cao)作人員進行(xing)專(zhuan)業(ye)培訓,確保(bao)他們(men)具備足夠的技能和知識來操(cao)作設(she)備和監控生產(chan)過程。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原為金屬鎂,同(tong)時保(bao)證產物的質量(liang)和純度。