一種由老鹵制備高純氧化鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域，涉及一種以老鹵為原料，制備高純氧化鎂，同時(shí)副產(chǎn)鹽 酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 純度大于99%的氧化鎂被稱為高純氧化鎂。氧化鎂純度越高，雜質(zhì)組分含量越小， 其高溫抗折性能、高溫抗腐蝕性能等就越強(qiáng)。生產(chǎn)高純氧化鎂的原料主要有菱鎂礦、白云 石、海/湖老鹵等。我國(guó)遼寧大石橋、海城等地儲(chǔ)有豐富的菱鎂礦，菱鎂礦經(jīng)過(guò)不同溫度條 件下煅燒就可以得到輕燒氧化鎂、重?zé)趸V或者電熔鎂砂。白云石一般經(jīng)過(guò)煅燒、消化、 碳化、過(guò)濾、熱解、煅燒可以獲得輕燒氧化鎂。但是，以菱鎂礦或白云石為原料生產(chǎn)氧化鎂過(guò) 程污染嚴(yán)重、其中的雜質(zhì)成分很難除去，因此氧化鎂的純度很難達(dá)到高純的標(biāo)準(zhǔn)。
[0003] 以鹵水為原料制備氧化鎂的方法有碳銨法、氨法、碳化法、石灰法、氯化鎂熱解等 多種方法。其中，氯化鎂熱解法利用氯化鎂在高溫下發(fā)生水解反應(yīng)的特性獲得氧化鎂產(chǎn)品。 氯化鎂熱解一般有兩種工藝：其一，氯化鎂以溶液噴霧形式進(jìn)入熱解爐發(fā)生熱解反應(yīng)。如 CN1413940A公開(kāi)了一種以高濃度氯化鎂溶液為原料制取高純鎂砂的工藝。該工藝步驟如 下：加入BaCl2脫除氯化鎂溶液中的S0,；采用選擇性離子交換樹(shù)脂除硼；加壓噴霧水解， 獲得氧化鎂；水洗氧化鎂，然后過(guò)濾；850-900°C下焙燒濾餅得到氧化鎂。CN1724372A公開(kāi) 了一種以高鎂含鋰鹵水為原料，生產(chǎn)碳酸鋰、氧化鎂和鹽酸的方法。該方法的工藝流程為噴 霧干燥、煅燒、加水洗滌、蒸發(fā)濃縮、沉淀工序后得碳酸鋰產(chǎn)品，煅燒工序后產(chǎn)生的混合氣體 經(jīng)鹽酸吸收工序后得到工業(yè)鹽酸產(chǎn)品，加水洗滌工序產(chǎn)生的濾餅經(jīng)干燥后得高純氧化鎂產(chǎn) 品。CN1704337A公開(kāi)了一種以海、湖鹵水或者粗氯化鎂為原料，利用真空結(jié)晶方法除雜，制 備氧化鎂的方法，其步驟包括真空蒸發(fā)、沉降分離除去固體雜質(zhì)；噴霧熱解、動(dòng)態(tài)煅燒、粉碎 洗滌、閃蒸干燥，得到氧化鎂產(chǎn)品。
[0004] 其二，氯化鎂以固體物料形式進(jìn)入熱解爐發(fā)生熱解反應(yīng)。氯化鎂熱解方法制備高 純氧化鎂的關(guān)鍵是作為熱解原料的氯化鎂溶液或者固體氯化鎂物料中雜質(zhì)成分少、純度 高。如CN101007643A公開(kāi)了一種兩級(jí)動(dòng)態(tài)煅燒制備氧化鎂和氯化氫混合氣體工藝和設(shè)備， 其核心是將第二級(jí)動(dòng)態(tài)煅燒出來(lái)的高溫?zé)峤馕矚庾鳛榈谝患?jí)動(dòng)態(tài)煅燒的熱能來(lái)源，而沒(méi)有 涉及熱解原料氯化鎂質(zhì)量純度等。CN101117225A公開(kāi)了一種以鹽湖老鹵為原料生產(chǎn)高純氧 化鎂的工藝，其步驟包括：將鹽湖老鹵蒸發(fā)濃縮后析出的晶體氯化鎂或析晶剩余的液體進(jìn) 行脫水，得到二水氯化鎂；將二水氯化鎂經(jīng)過(guò)一次熱解、反吸水和二次熱解步驟，得到粗氧 化鎂；將粗氧化鎂洗滌、煅燒、冷卻后得到高純氧化鎂。
[0005] 現(xiàn)有氯化鎂熱解法生產(chǎn)氯化鎂的技術(shù)存在以下問(wèn)題：（1)采用氯化鎂溶液噴霧熱 解的工藝，而對(duì)氯化鎂溶液沒(méi)有進(jìn)行深度除雜，影響了氧化鎂產(chǎn)品的純度；（2)個(gè)別技術(shù)采 用了溶液結(jié)晶方法，但結(jié)晶前，母液沒(méi)有專門除雜步驟，結(jié)晶母液中的雜質(zhì)成分依然會(huì)進(jìn)入 氯化鎂晶體，最終影響氧化鎂純度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)目前高純氧化鎂的制備方法中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備 高純氧化鎂，同時(shí)副產(chǎn)鹽酸的方法。在脫除老鹵主要雜質(zhì)成分基礎(chǔ)上，采取溶液蒸發(fā)結(jié)晶純 化技術(shù)獲得氯化鎂晶體，用高純氯化鎂飽和液洗滌晶體，流態(tài)化熱解氯化鎂晶體，水洗熱解 產(chǎn)物，最后焙燒水洗后的濾餅，則可獲得高純氯化鎂，用水吸收熱解尾氣可以獲得鹽酸。
[0007] 本方法通過(guò)除雜、結(jié)晶、洗滌、熱解、水洗等多步純化工藝制備高純氧化鎂，與現(xiàn)有 方法相比較，本方法制備的氧化鎂純度高。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] 一種高純氧化鎂的制備方法，包括以下步驟：
[0010] (a)過(guò)濾老鹵原料液，除去不溶物雜質(zhì)，然后濃縮獲得飽和液；
[0011] (b)吸附脫除步驟（a)所得飽和液的顏色；獲得澄清溶液；
[0012] (c)脫除步驟（b)所得溶液中的S0,；獲得脫除S0,的澄清液；
[0013] (d)以步驟（C)所得溶液為母液，蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鎂晶體；
[0014] 任選進(jìn)行（e)用氯化鎂溶液洗滌步驟（d)所得晶體，獲得高純氯化鎂；即可以使用 氯化鎂溶液洗滌，也可以不進(jìn)行該步，直接將步驟（d)所得晶體進(jìn)行步驟（f)的操作；
[0015] (f)流態(tài)化熱解步驟（e)所得高純氯化鎂晶體或步驟（d)所得氯化鎂晶體，獲得氧 化鎂，吸收尾氣獲得副產(chǎn)品鹽酸；
[0016] (g)水洗步驟（f)所得的氧化鎂,然后過(guò)濾,獲得水洗氧化鎂；
[0017] (h)流態(tài)化焙燒步驟（g)所得水洗氧化鎂，獲得高純氧化鎂。
[0018] 本發(fā)明所述的制備方法中，步驟（a)中所述老鹵為海水、鹽湖或地下鹵水經(jīng)曬鹽、 提鉀、制溴后剩下的溶液。所述老鹵原料液優(yōu)選為飽和的老鹵原料液。
[0019] 老鹵中組分復(fù)雜，采用噴霧熱解方法時(shí)，老鹵中的雜質(zhì)成分都混入了氧化鎂產(chǎn)品 中，最終很難獲得高純氧化鎂產(chǎn)品。溶液結(jié)晶的方法可以控制氯化鎂結(jié)晶析出，而老鹵中雜 質(zhì)成分保留在液相中，最終獲得高純的氯化鎂晶體。因此，在深度脫除老鹵中主要雜質(zhì)組分 的基礎(chǔ)上，采用溶液蒸發(fā)結(jié)晶，獲得氯化鎂，然后熱解固體氯化鎂，水洗和焙燒熱解產(chǎn)物，則 可獲得高純氧化鎂。
[0020] 本發(fā)明所述的制備方法中，步驟（b)中所述吸附的吸附介質(zhì)為焦炭、活性炭、活性 白土中的1種或2種以上的混合物。
[0021] 優(yōu)選地，所述吸附的操作溫度為20-80°C，例如為25°C、30°C、36°C、42°C、50°C、 56°C、63°C、7(TC、75t：等。
[0022] 老鹵的顏色一般由有機(jī)質(zhì)和Fe27Fe3+等而引起的，如不徹底除去顏色，最終得不 到純白色氧化鎂產(chǎn)品。采用焦炭、活性炭、活性白土等及其他多孔材料作為吸附介質(zhì)，在 20-80°C溫度下脫除溶液中的有機(jī)質(zhì)和Fe 27Fe3+等。處理量較小時(shí)，采用溶液和吸附介質(zhì)直 接混合一定時(shí)間，然后過(guò)濾，則可徹底除色；工業(yè)上可以采用填充吸附介質(zhì)的吸附塔設(shè)備進(jìn) 行溶液除色。
[0023] 本發(fā)明所述的制備方法中，步驟（C)中脫除溶液中的S0,的步驟包括：1)在溶 液溫度為 20-901：，例如251：、301：、421：、501：、701：、751：、801：等下加入〇&(：1 2除去溶液 中絕大部分，例如80-90%的SO42- ;2)在溶液溫度為20-90°C，例如25°C、30°C、42°C、50°C、 70°〇、751：、801：等下加入8 &(：12除去剩余的少量的5042_，制得脫除50 42_的澄清溶液。其中 脫除SO,的澄清溶液中SO,含量不高于100毫克/升。
[0024] 單純采用CaCl2時(shí)，雖然成本低廉，但S0,脫除不徹底，單純采用BaCl 2時(shí)，雖然脫 除徹底，但成本較高。因此本發(fā)明采用CaCl2除去原料中80-90%的S0 42_，用BaCl2除去剩 余的少部分的S0，，分別得到高純副產(chǎn)品石膏和BaSO 4。兩步脫除S0,的方法近似，向溶液 中加入適量的CaCl2 (或者BaCl2)，在20-90°C下適當(dāng)攪拌、充分反應(yīng)，然后過(guò)濾，獲得脫除 了 S0,的澄清溶液，澄清溶液中S0,含量控制在不高于100毫克/升，通過(guò)后續(xù)的結(jié)晶純 化過(guò)程，能使產(chǎn)品中S0,控制在要求水平。兩步法除去溶液中的S0，，看似比只加入一種 物質(zhì)復(fù)雜，但是就是這巧妙的設(shè)計(jì)，即可以保證了低成本，又達(dá)到了預(yù)料不到的良好技術(shù)效 果。
[0025] 本發(fā)明所述的制備方法中，步驟（d)中所述蒸發(fā)結(jié)晶中的溶劑蒸發(fā)量為步驟（d) 所述母液體積的5-2