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,并降低產品(pin)能耗。提高產品(pin)質量,增(zeng)加產品(pin)品(pin)種(zhong),雙(shuang)減(jian)(jian)法(fa)碳(tan)(tan)(tan)化工藝主(zhu)要是改變(bian)了碳(tan)(tan)(tan)化條(tiao)件,減(jian)(jian)去了高能耗的(de)生產過(guo)程。將凈化過(guo)的(de)石灰乳液在特定(ding)條(tiao)件下(xia)(xia)進行(xing)碳(tan)(tan)(tan)化反應,使80—90%的(de)MgO被溶解,并生成含(han)MgO 20~30克(ke)/升的(de)碳(tan)(tan)(tan)酸輕(qing)鎂(mei)(mei)(mei)過(guo)飽(bao)和溶液。經快速壓濾(lv),在特定(ding)條(tiao)件下(xia)(xia)使碳(tan)(tan)(tan)酸輕(qing)鎂(mei)(mei)(mei)飽(bao)和溶液在20~30度(du)下(xia)(xia)解析出堿(jian)式碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)。此(ci)堿(jian)式碳(tan)(tan)(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)濾(lv)餅(bing)含(han)水分(fen)只有50—60%。經煅燒得輕(qing)質氧化鎂(mei)(mei)(mei)產品(pin)。
該工藝特點:
(1)氧化鎂的提取率增高(gao)了20-30%。
(2)減(jian)去(qu)了(le)壓縮(suo)和熱解過程,降低了(le)堿式碳酸鎂濾餅水分含量25-30%。
因此(ci)每噸輕質氧化鎂產品煤(mei)耗降(jiang)低(di)75%,電耗降(jiang)低(di)65%。
2、氣相法
將(jiang)高(gao)純度金屬鎂和氧(yang)反(fan)應生成(cheng)晶核,然后(hou)使顆(ke)粒繼(ji)續成(cheng)長,制(zhi)得高(gao)純度微粉(fen)氧(yang)化鎂。含氧(yang)化鎂80%(重(zhong)量)以上的(de)粗(cu)原料用無(wu)機酸(suan)(硫酸(suan)、鹽酸(suan)、硝酸(suan))以摩爾比(bi)1:2的(de)比(bi)例(li)進行(xing)溶(rong)解,制(zhi)成(cheng)無(wu)機酸(suan)的(de)鎂鹽。精制(zhi)除去其中雜質,于氧(yang)氣氣氛(fen)下進行(xing)加(jia)壓(ya)加(jia)熱(re)處理,再經水(shui)(shui)洗、脫(tuo)水(shui)(shui)、干燥,于1100℃加(jia)熱(re)1h,制(zhi)得高(gao)純度氧(yang)化鎂。
氫氧(yang)化鎂煅燒(shao)法:以(yi)除雜凈(jing)化的(de)硫酸鎂溶液(ye)為原料,以(yi)純氨(an)水(shui)為沉淀劑(ji)加入鎂液(ye)中沉淀出(chu)Mg(OH)2,經(jing)板框壓濾機進行固液(ye)分(fen)離,濾餅經(jing)洗滌得高純度Mg(OH)2,再經(jing)烘干、煅燒(shao)制得高純氧(yang)化鎂。
煅燒法(fa)苦土(tu)粉經過(guo)水選,除去雜質后沉淀成鎂泥漿,然后通過(guo)消化、烘(hong)干、煅燒,使(shi)氫(qing)氧(yang)化鎂脫水生成氧(yang)化鎂:
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將菱鎂礦在(zai)950℃下于煅(duan)燒爐中進行煅(duan)燒,再經冷(leng)卻(que)、篩分、粉碎,制得(de)輕燒氧化鎂。
純(chun)堿法先將苦鹵加(jia)(jia)水稀釋至20°Be左(zuo)右加(jia)(jia)入反應(ying)器,在(zai)攪拌下徐(xu)徐(xu)加(jia)(jia)入20°Be左(zuo)右的純(chun)堿澄清(qing)溶液,于(yu)55℃左(zuo)右進(jin)行(xing)反應(ying),生成重質碳(tan)酸鎂,經(jing)漂洗、離心分離,在(zai)700~900℃進(jin)行(xing)焙燒,經(jing)粉碎、風選(xuan),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)石經煅燒(shao)、消化、碳化后得到(dao)堿式碳酸鎂,再經熱分解(jie)、煅燒(shao)、粉碎、風選,即得輕質(zhi)氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨(an)法將海水制鹽后的母液(ye)(鎂離子含量(liang)在50g/L左右(you))除去雜質后與碳酸氫銨(an)按適宜的比例混(hun)合,進行沉(chen)淀反應,再經離心脫水、烘干、煅(duan)燒、粉碎分級(ji)、包裝(zhuang),即得輕質氧化(hua)鎂成品:
5MgCl2+10NH4HCO3+H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+10NH4CI+6CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO+4CO2+6H2O
6、碳酸化法
采(cai)用白云(yun)石或菱鎂(mei)(mei)礦,經(jing)煅(duan)燒(shao)(shao)、加水消化(hua)(hua)、碳酸(suan)(suan)化(hua)(hua)、煅(duan)燒(shao)(shao)、粉(fen)(fen)碎,即可制得(de)活性氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。鹵(lu)水白云(yun)石灰(hui)法以海水或鹵(lu)水為原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)與(yu)石灰(hui)或白云(yun)灰(hui)發生沉(chen)淀反(fan)應,將得(de)到的氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)沉(chen)淀進行過濾(lv)(lv)、干燥、煅(duan)燒(shao)(shao),制得(de)活性氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。苦土(tu)粉(fen)(fen)-硫酸(suan)(suan)-碳銨法將苦土(tu)粉(fen)(fen)等含鎂(mei)(mei)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)與(yu)硫酸(suan)(suan)反(fan)應,生成硫酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)溶(rong)液,其(qi)MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)溶(rong)液與(yu)碳酸(suan)(suan)氫(qing)銨反(fan)應,生成碳酸(suan)(suan)鎂(mei)(mei)沉(chen)淀,其(qi)MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然后沉(chen)淀物經(jing)過濾(lv)(lv)分離、洗滌、烘干、煅(duan)燒(shao)(shao)、粉(fen)(fen)碎,制得(de)活性氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)。
7、燒結法
以電熔鎂塊為原料。經(jing)選料、破碎(sui)、篩分(fen)后與(yu)一定比例的液態二氧化鈦進行充分(fen)混合(he),再經(jing)水洗、烘干和燒結,篩選出粒徑為40~150,即為成(cheng)品高溫(wen)電工級氧化鎂。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸(suan)(suan)氫銨反(fan)應,生成堿(jian)式碳酸(suan)(suan)鎂(mei),然(ran)后進行陳化(hua)、洗滌、脫水、干燥、煅燒,經粉碎后再凈化(hua)、熱(re)處理,制得硅鋼級氧化(hua)鎂(mei)。
9、電熔法
以高(gao)純氧(yang)化(hua)鎂為原料,經電熔制得成品(pin)。
10、鹽酸法
將生(sheng)(sheng)產重質氧化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)下腳料送(song)入(ru)反(fan)應器,加入(ru)鹽(yan)酸進行反(fan)應,生(sheng)(sheng)成(cheng)六水氯化(hua)(hua)鎂(mei),再(zai)加入(ru)碳(tan)酸鈉進行反(fan)應,生(sheng)(sheng)成(cheng)堿(jian)式碳(tan)酸鎂(mei),用水洗滌(di),將堿(jian)式碳(tan)酸鎂(mei)在高溫煅燒,冷(leng)卻后粉碎,制得磁性氧化(hua)(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(guo)程主要采用(yong)的(de)是熱還(huan)原(yuan)法,這(zhe)是一種(zhong)在高(gao)溫下使用(yong)還(huan)原(yuan)劑將(jiang)氧化鎂還(huan)原(yuan)為金屬(shu)鎂的(de)冶煉(lian)方(fang)法。
1、原材料準備
(1)原料(liao):氧化鎂(MgO),通(tong)常是(shi)通(tong)過電化學法或燒結法制備得到的粉末狀物質。
(2)還(huan)原劑(ji):常(chang)用的還(huan)原劑(ji)包括硅(gui)鐵(tie)、木炭(tan)、煤(mei)炭(tan)、焦炭(tan)等。其中,硅(gui)鐵(tie)是一種常(chang)用的還(huan)原劑(ji),它能(neng)夠有效地將(jiang)氧(yang)化(hua)鎂還(huan)原成(cheng)金屬(shu)鎂。
2、預處理
(1)氧化鎂(mei)粉(fen)末中常含(han)有(you)一定的雜質(zhi),如氧化鐵、氧化鈦(tai)等。為了(le)減少(shao)雜質(zhi)對產物的影(ying)響,需要(yao)對氧化鎂(mei)粉(fen)末進行預處理。
(2)預(yu)處理(li)的方法有酸洗、堿洗和熱處理(li)等。其中(zhong),酸洗是常用的方法,可以有效地去除表面的雜質。
3、還原反應
(1)將預(yu)處理后的(de)氧化鎂粉末(mo)與還原劑一起放入(ru)反(fan)(fan)應(ying)爐中(zhong),進行還原反(fan)(fan)應(ying)。
(2)反應(ying)一般在(zai)(zai)高溫(wen)下(xia)進行,溫(wen)度范圍通常為600-800℃,但在(zai)(zai)某些特定的熱還(huan)原法(fa)煉(lian)鎂方法(fa)中,如波爾扎諾法(fa),反應(ying)溫(wen)度可能(neng)達到2273-2573K。
(3)反(fan)應(ying)條件需要確保在(zai)真(zhen)空或特定的(de)氣(qi)體氛圍下進行,以(yi)提高反(fan)應(ying)效率和減(jian)少(shao)雜質的(de)影響(xiang)。
4、冷卻與分離
(1)還(huan)原反應(ying)完成后,需要對產物進(jin)行冷(leng)(leng)卻(que)。冷(leng)(leng)卻(que)一般(ban)采(cai)用自然冷(leng)(leng)卻(que)的方(fang)法,同時也可以通過加入惰性(xing)氣體(ti)進(jin)行冷(leng)(leng)卻(que)。
(2)冷卻后,需要將金(jin)屬鎂(mei)與殘余的(de)(de)還原劑進行分(fen)(fen)離(li)。分(fen)(fen)離(li)的(de)(de)方法有(you)機械分(fen)(fen)離(li)和物(wu)理(li)分(fen)(fen)離(li)等,一般采用(yong)振(zhen)動(dong)篩進行分(fen)(fen)離(li)。
5、精煉
通(tong)過精煉可(ke)以得到高(gao)純度的(de)金(jin)(jin)屬(shu)鎂。精煉的(de)方法有(you)真(zhen)空(kong)蒸餾、電解(jie)精煉和(he)(he)氣體冷(leng)卻等(deng)。其(qi)中,真(zhen)空(kong)蒸餾是常用(yong)的(de)精煉方法,可(ke)以去除金(jin)(jin)屬(shu)鎂中的(de)氣體和(he)(he)雜質。
6、后處理
后(hou)處(chu)理包(bao)括干(gan)燥、包(bao)裝和儲(chu)存(cun)(cun)等(deng)步驟(zou)。干(gan)燥是(shi)將產(chan)(chan)物(wu)中的水分蒸發掉,以(yi)防止產(chan)(chan)物(wu)吸濕變質。包(bao)裝是(shi)將產(chan)(chan)物(wu)包(bao)裝成(cheng)所(suo)需的形(xing)態,方便儲(chu)存(cun)(cun)和運輸。儲(chu)存(cun)(cun)時需要注意防潮(chao)、防火等(deng)措施。
7、注意事項
(1)在整個生產過程(cheng)中,需要(yao)實(shi)施(shi)嚴格的質量控制措施(shi),確保每一步操作都符合標準,以減少不必要(yao)的損失和污染。
(2)考慮到環境保(bao)護和(he)可持續發(fa)展的(de)要求,應選擇環境友好型的(de)生產工藝(yi)和(he)材料。
(3)定期(qi)對(dui)生(sheng)產設備進行維護(hu)和升級,以確(que)保其高效運行,減少(shao)故障和停(ting)機時(shi)間。
(4)對操作人(ren)員進(jin)行(xing)專業培訓,確保他們具備足夠的技能(neng)和知識(shi)來(lai)操作設備和監控生產過程。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原為金屬鎂(mei),同時(shi)保(bao)證(zheng)產物(wu)的(de)質(zhi)量和純(chun)度(du)。