專利名稱：一種制備氧化鎂的改進方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從粗Mg(OH)2制備純氧化鎂(MgO)。更特別地，本發(fā) 種MgO，而無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣復雜洗滌Mg(OH)2。
背景技術(shù)：
氧化鎂是一種在各種工業(yè)領(lǐng)域中得到應用的重要化合物。在價格 適中的氧化物中，MgO的熔點最高，因此是用于耐火磚和其它材料的 重要原料。MgO是除Zr02之外唯一能夠承受2000。C以上長時間加熱的 材料。
參考第六版烏爾曼百科全書(Ullmann，s Encyclopedia)(電子版 本)，其中描述如下"只有純的高密度氧化鎂燒結(jié)物才能滿足由冶金爐 和反應器中更高的工作溫度和更短的冶煉時間所引起的對耐火材料不 斷增加的需求。如果少量的"污染物"與MgO(例如，在1485'C下與 CMS或1200'C下和C2F)形成低共熔混合物，則是不利的，因為這導 致機械性能(例如強度和體積穩(wěn)定性)在高溫下退化。因此，高品質(zhì)的 燒結(jié)物含有低的高熔點硅酸鹽相(如C2S)含量、低的8203含量和高的 方鎂石-方鎂石直接接觸度(沒有中間硅酸鹽相)。"
鎂磚具有高熱容量和高熱導率。它們用于高效的非高^ off-peak) 存儲加熱器。加熱元件所產(chǎn)生的熱被傳遞給鎂磚來升高其溫度。高方鎂 石含量和低空隙度提高導熱性。Si02和A1203只是稍微降低比熱，而 CaO、 Cr203和Fe203顯著地降低比熱。這些磚不應該含有游離的CaO (存在水合風險)或者具有不同變態(tài)的晶相。
以前只是從鐵含量低的隱晶質(zhì)菱鎂礦來生產(chǎn)苛性氧化鎂，但是現(xiàn) 在也利用所有類型的菱鎂礦和Mg(OH)2來獲得苛性氧化鎂。其MgO含 量為約65 99wt。/。，甚至可以達到99.9%。 MgO在使用之前經(jīng)常要磨 碎。反應性極高的苛性氧化鎂的表面積可以高到160m2/g。根據(jù)燃燒溫度，產(chǎn)品被稱為輕燒(870 ~ 1000'C )產(chǎn)品和硬燒(1550 ~ 1650°C )產(chǎn) 品。輕燒苛性氧化鎂在冷水中水合并可溶于稀酸。其具有0.3 ~ 0.5 g/cm3 的疏松體積密度和10 ~ 65 m2/g的比表面積(BET )。硬燒苛性氧化鎂具 有1.2 g/cm3的疏松體積密度(體積密度為2 g/cm3 )。
MgO可以在壓力下水合形成Mg(OH)2。它還可以通過式1反應 轉(zhuǎn)化成無水MgCl2 ( ￡7e"n (vric戶fWM"/oif Mflg/iw."附，Kh. L. Strelets， Keter Publishing House Jerusalem Ltd., 1977， p28 ):
MgO + Cl2 + CO — MgCl2 + C02 + 70.8卡/摩爾(式1) 并且無水MgCh可以通過電解轉(zhuǎn)化成Mg和Cl2 (式2):
MgCl2 — Mg+Cl2 (式2)
或者，可以通過熱還原MgO來獲得Mg。
參考烏爾曼百科全書，其中報道了可以通過分解菱鎂礦(MgC03) 來制備氧化鎂。這種方法的主要缺點是菱鎂礦礦石可能具有高的雜質(zhì)含 量。對于具有高MgO含量、CaO和Si02的質(zhì)量比2 3和低Fe203和 入1203含量的MgO產(chǎn)品，需要最高品質(zhì)的菱鎂礦，特別是用于耐火應用 的菱鎂礦。伴生的低熔點礦物的存在可能對燒結(jié)氧化鎂的性質(zhì)產(chǎn)生不利 影響。
也可參考那格浦爾的印度礦務局出版的出版物"Magnesite-A market survey"和那格浦爾的印度礦務局出版的《印度礦物年鑒》中的 "Magnesite"(巻2-(1989)，第698-699頁)，其中通過煅燒天然存在 的菱鎂礦礦床來制備氧化鎂。該工藝的缺點是菱鎂礦礦石含有不同量的 二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁和石灰作為硅酸鹽、碳酸鹽和氧化物。在煅 燒之前，使選擇性開采的礦石經(jīng)歷諸如壓碎和粒析、重介質(zhì)選礦和泡沫 浮選的各種方法來減少石灰和二氧化硅的含量。磁力選礦可降低鐵的濃 度，但只有當鐵以離散的鐵磁性礦物形式存在而不是以碳酸亞鐵形式存 在時才有效。有鑒于此，難以通過該方法來生產(chǎn)高純氧化鎂。
參考用于在氣體懸浮窯中從低菱鎂礦礦石生產(chǎn)輕燒苛性氧化鎂的 Sulmag II工藝(W. S. Ainscow: "A函ereitung von Magnesit zuhochwertiger Sintermagnesia，" 77Z110 (1986) no. 6, 363-368. 5W廳g//
5W^r/^i力。通過利用回收的NH4C1溶液進行選擇性提取來獲得溶解 的氯化鎂(式3、 4),并且過濾除去所有不溶性雜質(zhì)。在反應器中沉淀 析出針狀水碳鎂石(MgC03.3H20)結(jié)晶，然后過濾(式5)。通過加熱 水碳鎂石獲得比表面積高的苛性氧化鎂。
MgC03—MgO + C02 (式3)
2NH4C1 + MgO + H20 +污染物—2NH4OH + MgCl2 +殘渣(式4 )
MgCl2 + (NH4)2C03 + 3H20—MgC03.3H2C^ + 2NH4C1 (式5 )
上述工藝具有許多優(yōu)點，但是會得到體積密度非常低的產(chǎn)品，可 能不適合于包括與氧化鎂相關(guān)的大多數(shù)應用的耐火應用。
還可參考熱水解技術(shù)，純化富含MgCl2的鹽水來去除溴化物和微 量硼，然后經(jīng)鋼管加入到反應器的噴霧嘴中。其在約600'C下噴入到圓 筒形的外部絕熱反應器中。水從霧化的鹽水滴中蒸發(fā)，留下多孔的氯化 物殼，氯化物殼與蒸汽反應生成MgO和HCl。用水洗滌粗產(chǎn)品并且在 攪拌槽中水合，然后在增稠器中濃縮。所得的漿體難以過濾，因此在二 級真空轉(zhuǎn)鼓吸濾機中洗滌并脫水。煅燒產(chǎn)品一般含有39.5 wt。/。的 MgO、 〈lwt。/o的CaO、 ^0.05wt。/o的Si02、 ^0.05wt。/o的Fe203、 ；￡0.005 wt。/o的Al2O3和S0.01。/。的B203，其比表面積為2~50m2/g，疏木》體積密 度為0.8 ~ 0.2 g/cm3。主要缺點是噴霧煅燒是能源消耗量大的工藝，并 且噴嘴堵塞也可能帶來麻煩。另一缺點是第一次煅燒后獲得的MgO導 致難以過濾的漿體，這基本上會抵銷可能獲得的任何優(yōu)勢。
參考Grill等人在1981年3月10日提交的發(fā)明名稱為"Process for the Recovery of Magnesium Oxide of high Purity"的美國專利4255399, 其中通過熱分解預先純化的氯化鎂鹽水來獲得氧化鎂。濃縮的氯化鎂在 熱反應器中分解，在該反應器中，高溫氣體將氯化鎂轉(zhuǎn)化成氧化鎂和鹽 酸。其存在的問題無疑會與上面所述的類似。
參考2004年8月17日提交的美國專利6776972,其中Vohra等 人描述了使用噴霧熱分解產(chǎn)生的HC1氣體和石灰石反應來制備CaCl2,
隨后將CaCl2用于使海7jC/底土鹽卣去硫酸鹽化，以用于容易地生產(chǎn)可以 生產(chǎn)KC1的光卣石復鹽。但是，仍然存在噴霧煅燒的問題。
參考"Preparation of magnesium hydroxide flame retardant by ammonia method" ( Li， Kemin; Zhang, Li， Wujiyan Gongye, ( 33 ( 2 ), 14-16 ( Chinese ) 2001 Wujiyan Gongye Bianjib; CA 135:115882; CA Section: 78 (Inorganic Chemicals and Reactions)),其中通過《吏回收 K2S(Xt后的鹽卣與NH40H反應、用濕法加熱處理獲得Mg(OH)2、進行 表面處理、洗滌、干燥和粉碎來制備阻燃劑。阻燃劑中Mg(OH)2的含 量為97%。沒有提及從未洗滌的粗Mg(OH)2來生產(chǎn)MgO的任何工藝。
參考 "Recovery of magnesium hydroxide, gypsum and other products from natural and technical brines, in particular from flnal lyes of potash works" ( Krupp, Ralf (Germany), Ger. Offen. DE 10154004 Al 15 May 2003, 9 pp.(German).;CA138:371080 )，其中通過用NH3或 NH4OH沉淀鎂離子來從含有MgS04和MgCl2的鹽水中回收Mg(OH)2 和石骨。通過加入CaO回收氣態(tài)NH3，并循環(huán)用于沉淀步驟。該方法 制造出不含諸如Fe、 Mn、 Al和Ca的雜質(zhì)的Mg(OH)2。然而，盡管沒 有明確地闡述，但是純Mg(OH)2的制備無疑涉及了除去附著的NH4C1、 MgCh等的固體洗滌。
參考 "One-step process for manufacture of magnesium hydroxide" (Wang, Fuwen; Zhang, Jun; Liu， Jianhua; Dong， Yijun (Shandong Haihua Group Corp., Ltd., Peop. Rep. China). Faming Zhuanli Shenqing Gongkai Shuomingshu CN 1332117 A 23 Jan 2002, 7 pp. (Chinese). (People's Republic of China))。將含有MgCl2的鹽卣和 氫氧化銨(MgCV氨的摩爾比為1/(1.3-2.0))在45 90"C下反應5 ~ 30 分鐘、過濾、洗滌、干燥和粉碎而得到固體的氫氧化鎂。除了使用相對 于廉價石灰的氨的缺點之外，也沒有提到純化Mg(OH)2所遇到的困難。
海水含有鎂，并且具有實際上沒有二氧化硅污染物的內(nèi)在優(yōu)點。 因此，可以主要利用海水/鹽水/海成鹽卣來生產(chǎn)高品質(zhì)的Mg(OH)2。
參考 J. A. Fernandez畫Lozano的論文"Utilization of Seawater Brines for the Production of High Purity Magnesium Oxide and
Magnesium Hydroxide ，，(發(fā)表于 the Proceedings of the Fifth International Symposium on Salt - Northern Ohio Geological Society, 1979,第269-279頁)，其中作者認為"可從富含MgCl2的海水鹽;^和氨 反應獲得的Mg(OH)2可以通過洗滌而具有高純度，因此，從原理上講， 可以獲得高純MgO。"除了使用相對于廉價石灰的氨的缺點之外，沒有 提到純化Mg(OH)2所遇到的困難。
參考通過煅燒由Mg(OH)2制備MgO (式6 )。
Mg(OH) 2 — MgO + H20 (式6 )
還參考Kirk Othmer的Encyclopedia of Chemical Technology(第 四版，第15巻，第690頁)，其中陳述到"為了從鎂鹽溶液中沉淀和 回收氫氧化鎂，加入強堿。更為常用的堿是源自石灰(CaO)或煅燒白 云石(CaO-MgO)的氫氧化鈣。"如果需要CaO含量低的產(chǎn)品，也可 使用氫氧化鈉作為沉淀劑。
參考論文 "Carbonation of Aqueous Suspensions containing Magnesium Oxides or Hydroxides" ( Industrial and Engineering Chemistry, Robert L. Evans and Hillary W. St. Clair, 1949, 41(12), 2814-2817)，其中描述了一種改進的Pattinson方法(將氫氧化鎂碳酸 化為碳酸氫鎂)。將氫氧化鎂的懸浮液碳酸化以形成碳酸氫鎂的亞穩(wěn)溶 液。在分離不溶雜質(zhì)后，通過加熱或曝氣除去溶液中的碳酸，而碳酸鎂 以三水合物、五水合物或堿式碳酸鹽的形式沉淀。通過過濾從溶液中回 收沉淀物，并且通過熱分解將沉淀物轉(zhuǎn)化成氧化鎂。該方法的主要缺點 是該方法對于二氧化碳的分壓和溫度非常敏感。當溫度高于室溫時，碳 酸氫鎂亞穩(wěn)溶液的穩(wěn)定性顯著降低。而且，MgO的體積密度會過低而 不能應用于耐火應用。
參考H.W.Thorp和W.C.Gilpin在Apartment of the geological society舉辦的化學工程組會議上所宣講的論文"Chemical Engineering Problems in the Sea Water Magnesia Process" ( Burlington House, London, W. I. on Tuesday, October 25， 1949 ),其中海水中氧化鎂的回收 在于難以以快速沉淀并產(chǎn)生易于脫水的沉淀物的形式來沉淀氫氧化鎂。 人們意識到，l噸氧化鎂必須從約300噸水中分離出，并且該量不包括
用于洗滌沉淀物的任何量。必須確保由石灰造成的污染最?。辉谝瞥龤?氧化鎂之前，用少量的石灰處理海水以將碳酸氫根離子以碳酸鈣的形式 沉淀出來。
參考烏爾曼百科全書，其中描述了從海水和鹽水生產(chǎn)MgO。生產(chǎn) 1噸MgO需要470m3海水；實際上需要600 m3海水。該工藝基于通過 添加氫氧化鈣(溶解度為0.185 wt%)來使氫氧化鎂(在水中的溶解度 為0.0009 wt%)沉淀。
Mg2+ + 2C1 + Ca(OH)2—Mg(OH)2丄+ Ca2+ + 2C1
該工藝的主要缺點是需要提供淡水(>401113/噸MgO)來洗滌 Mg(OH)2和產(chǎn)生石灰乳。高純度的石灰石或白云石礦床應該就近可用； 將它們焙燒并熟化來提供Ca(OH)2作為沉淀劑，因此應該含有最少量的 形成不溶碳酸鹽、硫酸鹽等的元素。淡水也需要除去碳酸。除非經(jīng)過特 殊處理，否則利用海水生產(chǎn)的苛性燒結(jié)氧化鎂通常含有約0.2%的B203 和少量源自于石灰石或海水廢棄物的CaO、 Si02、 Al203和Fe203。通 過使用過量5~12%的石灰進行沉淀(加灰過量) 一般會將氧化鎂的 B203含量降低到約0.05%;這將pH提高至12并使硼的吸附最小化。 除上述顯而易見的缺點外，沒有提到洗滌Mg(OH)2的難度，由于加灰 過量，該問題變得更為復雜。
參考論文"Recovery of Magnesium Compounds from Sea Water" (W.C.Gilpin and N.Heasman, Chemistry and Industry, 6 July 1977, 567 - 572 )，其中清楚地闡述了從海水中回收氧化鎂的工藝以及該工藝 存在的問題。該工藝的缺點與上述缺點類似。
從現(xiàn)有技術(shù)明顯可見，在將Mg(OH)2作為制造MgO的中間體的 任何地方，都是在焙燒獲得MgO之前首先純化Mg(OH)2以獲得純 Mg(OH)2。遺憾的是，由于粘性性質(zhì)，在沉淀反應中得到的Mg(OH)2 難以過濾，并且通過純化獲得高純度水平也變得越來越困難。
發(fā)明目的
本發(fā)明的主要目的在于提供一種從粗Mg(OH)2制備MgO的改進 方法，其中首先通過輕度煅燒將濾餅或未過濾的糊形式的粗Mg(OH)2
轉(zhuǎn)化為MgO，然后洗滌并過濾物料以除去附著的雜質(zhì)，這比在煅燒前 將沉淀的氫氧化鎂洗滌到不含雜質(zhì)的常規(guī)方法中的可能情形容易得多。
另一目的是生產(chǎn)可過濾漿料形式的粗氫氧化鎂。
又一目的是獲得糊或固體狀面團形式的氫氧化鎂，該氫氧化鎂可 以在不需要任何過濾的情況下直接進行干燥和輕度煅燒。
又一目的是在使用或不使用Mg(OH)2作為晶種的條件下通過 MgCl2和堿之間的反應來生產(chǎn)這種粗氫氧化鎂。
又一 目的是在室溫或高溫下進行反應以確保反應期間充分混合物料。
又一 目的是用曲拐式混合器或和面機(dough kneader)來代替常 規(guī)的反應器以促進半固體物料中的MgCl2和堿之間的反應。
又一目的是使物料在600 卯0。C下輕度煅燒之后更易于過濾。
又一 目的是利用氯化鈣在輕度煅燒溫度范圍內(nèi)的相對熱穩(wěn)定性以 在粗Mg(OH)2的輕度煅燒期間獲得MgO和CaCl2的混合物。
又一目的是在輕度煅燒過程中同時將附著的MgCl2轉(zhuǎn)化成MgO 和HC1蒸氣。
又一目的是用所需量的水處理輕度煅燒物料來使團塊自發(fā)分解并 使可溶性鹽溶解，其中所得漿料變得可容易地過濾。
又一 目的是確保在用水處理輕度煅燒物料期間的溫升保持在< 50。C，從而使MgO的再水合最小化。
又一目的是表明即使當出現(xiàn)了一定程度的再水合時，該物料的可 過濾性仍然優(yōu)于沉淀的Mg(OH)2。
又一目的是表明MgO不以任何方式不可逆轉(zhuǎn)地吸留鹽，因此可 以很容易地洗脫MgO中的鹽。
又一目的是將MgO洗滌到不含鹽，并且用含有合適添加劑的水
進一步處理以減少MgO中的硼雜質(zhì)。
又一目的是通過根本不洗滌粗Mg(OH)2、而是更容易地洗滌輕度 煅燒的粗MgO來加速決定速度的操作來消除MgO生產(chǎn)的瓶頸，即 Mg(OH)2的洗滌。
又一目的是節(jié)約淡水用量。
又一 目的是當用石灰進行沉淀反應時獲得濃縮溶液形式的 CaCl2。
又一目的是使用CaCl2濃縮溶液進行鹽卣去硫酸鹽化以確保 MgCl2原料中不含石危酸鹽。
又一 目的是在卯0 ~ 1100。C下再次煅燒純化的MgO以生產(chǎn)'煅燒的 苛性MgO，或在更高的溫度下再次煅燒以生產(chǎn)僵燒或燒結(jié)的氧化鎂。
再一目的是在洗滌、過濾和干燥后將輕度煅燒的MgO直接用于 可以容許一定程度的MgO水解(可能在洗滌過程中出現(xiàn))的應用，例 如在燒結(jié)前制備坯塊或用于制備氧化鎂乳液的應用。
再一目的是在不影響純度的情況下亳不費力地獲得MgO。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種從Mg(OH)2制備MgO的改進方法，其 中通過省去粗Mg(OH)2的洗滌(在本發(fā)明應用的特定情形中甚至省去 其過濾的需要)、轉(zhuǎn)而通過輕度煅燒物料而將氫氧化物轉(zhuǎn)化為可更容易 洗滌和過濾的氧化物來克服常規(guī)方法中的關(guān)鍵瓶頸，即純化去除 Mg(OH)2中的雜質(zhì)的冗長性，由此大幅降低對淡水的需要并同時加速洗 滌過程。該輕度煅燒過程還有助于將附著的MgCh轉(zhuǎn)化為MgO。通過 本發(fā)明還證明，MgO中殘留的鹽如NaCl和CaCh不是不可逆地吸留在 MgO中，而是容易用水洗掉，因此可獲得的MgO的純度與可通過現(xiàn)有 技術(shù)中消耗大量水的Mg(OH)2預純化精細過程獲得的MgO的純度相 同。用合適添加劑的額外洗滌過程同時可以減少MgO中的硼雜質(zhì)。另 一益處在于通過該過程可獲得高濃度的CaCl2，這通過降低去硫酸鹽化 后的蒸發(fā)負荷而使去硫酸鹽化過程更具成本效益。如果需要的話，可再
次煅燒洗滌后的MgO,也可直接用于制備坯塊，然后該壞塊可經(jīng)過燒 結(jié)以獲得耐火材料。與現(xiàn)有技術(shù)一樣，部分水解的MgO也可以用于通 過加壓水解來制備Mg(OH)2。
發(fā)明描述
因此，本發(fā)明提供了一種用于制備MgO的改進方法，所述方法 包括以下步驟
(i) 用CaCl2對鹽水或鹽卣去硫酸鹽化，
(ii) 在分離石骨后，蒸發(fā)澄清的鹽7jC/鹽卣以分離出食鹽和光卣石 (KCl.MgCl2.6H20 )，
(iii) 回收步驟(ii)中富含MgCl2且不含其它鹽的最終鹽卣，
(iv) 進一步蒸發(fā)步驟(iii)的最終鹽卣獲得晶體MgCl2.6H20,
(v )將MgCl2.6H20與Mg(OH)2晶種混合，然后用堿或熟石灰/石 灰漿處理獲得粗Mg(OH)2糊/漿，
(vi) 過濾所得糊/漿以獲得粗Mg(OH)2和氯化鈣，或者不經(jīng)過過 濾而原樣使用粗Mg(OH)2糊，
(vii) 干燥上述的粗Mg(OH)2糊，隨后通過煅燒將Mg(OH)2轉(zhuǎn)化 成MgO,并且將附著的MgCl2轉(zhuǎn)化成MgO和HCl氣體，
(viii) 用水處理步驟(vii)獲得的MgO煅燒物料使團塊崩解，從 而使氯化釣和其它可溶性鹽溶解于水來獲得漿料，
(ix) 過濾上述所得漿料，隨后用水洗滌濾渣來使其不含雜質(zhì)，
(x )干燥上述所得主要含MgO的濕餅濾渣，并對其再次煅燒以獲 得所需的高純MgO，以及
(xi)如果在步驟(v)中使用了石灰，則使用在步驟(vi)和(ix) 中獲得的CaCh濾液來進行步驟(i)的鹽水或鹽卣的去硫酸鹽化。
在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟(i)所用的鹽鹵來自于海洋鹽
水(ocean brine )、近海鹽水(sea brine )、地下鹽水(sub-soil brine ) 或湖泊鹽水。
在另一實施方案中，步驟(i)所用的含有硫酸鹽的鹽卣在29~32 。Be，的密度范圍內(nèi)進行去硫酸鹽化。
在又一實施方案中，步驟(ii)中獲得的光卣石(KCl.MgCl2.6H20 ) 在32 36。Be，之間通過曝曬蒸發(fā)或強制蒸發(fā)而結(jié)晶，步驟(iii)中密度 為35.5 ~ 36.0 。Be，最終鹽卣含有450 ~ 460克/升的MgCl2、 5 ~ 10克/升 的NaCl、 5 10克/升的KCl、 5 15克/升的Ca、 0~5克/升的疏酸鹽、 6-7克/升的Br-以及0.02 ~ 0.04%的B203。
在又一實施方案中，原樣使用步驟(iii)中的最終鹽鹵，或者優(yōu) 選脫溴以回收溴后，同時將脫溴的鹽卣中的Br-雜質(zhì)降低到〈0.5克/升。
在又一實施方案中，可以使用步驟(m)中的原始最終鹽卣用于 回收MgO，或更優(yōu)選地可以使其脫溴并在不進行步驟(iv)的結(jié)晶步驟 的情況下使用。
在又一實施方案中，在步驟(iv)中蒸發(fā)步驟(iii)中的最終鹽 卣以減少20~25%的體積，從而4吏不含上述鹽但是含0.020 ~ 0.015% 8203雜質(zhì)的MgCl2.6H20結(jié)晶析出(產(chǎn)率為60 ~ 80% )。
在又一實施方案中，可以使用其它可溶性鎂鹽如硫酸鎂或硝酸鎂 作為鎂源。
在又一實施方案中，步驟(v)中所用的堿是石灰、苛性蘇打和氨。
在又一實施方案中，步驟(v)中所用的石灰選自固態(tài)或漿料形式的 生石灰、熟石灰和煅燒白云石。
在又一實施方案中，步驟(v)中所用的熟石灰是通過生石灰熟化、 旋風分離并脫水以產(chǎn)生加濃(upgraded)固體熟石灰和石灰水來制備的， 所述石灰水可再次用于熟化新批次的生石灰。
在又一實施方案中，步驟(v)中所用的堿的化學計量當量為0.8~
1.0。在又一實施方案中，步驟(v)中所用的Mg(OH)2晶種的量為鎂 鹽摩爾用量的0~10摩爾％。
在又一實施方案中，步驟(v)中的沉淀反應的溫度范圍是20~ 120。C。
在又一實施方案中，在均勻混合的條件下，步驟(v)中的沉淀反 應的反應時間為5~卯分鐘。
在又一實施方案中，將在步驟(vi)中獲得的糊狀物料于常規(guī)烘 箱中在70 120'C下烘干或進行太陽能干燥。
在又一實施方案中，#^據(jù)干物質(zhì)的物理形式，在500 1000"C下、 優(yōu)選在600 卯01C下在馬弗爐或回轉(zhuǎn)煅燒爐或豎窯中進行步驟(vii) 中的煅燒操作。
在又一實施方案中，步驟(vii)中的煅燒操作將附著的MgCl2轉(zhuǎn) 化成MgO和同時釋放HC1蒸氣，并且將CaCl2.2H20轉(zhuǎn)化成熔融的 CaCl2，所述熔融的CaCl2水合放熱，并且為粗物料的崩解和CaCl2的 快速增溶提供驅(qū)動力。
在又一實施方案中，步驟(viii)中所用的水主要包括來自之前批 次的循環(huán)洗液，并且水的用量足以溶解MgO中的所有可溶性鹽并確保 將漿料的溫度控制在40~90X:、優(yōu)選在55 65t:，以使諸如CaCh的 鹽在更高溫度下具有更高的溶解度并使MgO水解最小化。
在又一實施方案中，步驟(viii)和(ix)所用的水含有用于去除 MgO中硼雜質(zhì)的添加劑或者不含添加劑。
在又一實施方案中，由于輕度煅燒的MgO與Mg(OH)2相比改善 了濾過性，所以步驟(ix)中的洗滌和過濾操作加快了 2~5倍。
在又一實施方案中，由于輕度煅燒的MgO與Mg(OH)2相比改善 了濾過性，所以步驟(ix)中用于純化煅燒物料所需的水量降低2~5 倍。
在又一實施方案中，在步驟(vii)中獲得的濕濾餅可用于制備氧 化鎂乳液。
在再一實施方案中，干燥步驟(vii)中獲得的濕濾餅以產(chǎn)生MgO， 或者在500 ~ 2200n的溫度下對其再次煅燒以獲得所需的產(chǎn)品。
在又一實施方案中，當步驟(v)所用的堿是氨時，步驟(vii)中 的煅燒操作去除所有的雜質(zhì)以獲得高純MgO，并且有助于避免步驟 (viii)和(ix)中的操作。
在又一實施方案中，加工速度的加快和淡水的節(jié)約不以損害品質(zhì) 為代價，并且獲得了純度與通過常規(guī)工藝用Mg(OH)2加工制得的MgO 的純度相似的MgO。
在本發(fā)明的又一實施方案中，如在步驟(viii)和(ix)中一樣用 水洗滌步驟(vii)中獲得的中間產(chǎn)品并過濾以除去氯化鈣。
在本發(fā)明的又一實施方案中，可以容易地在Nutsche過濾器或轉(zhuǎn) 盤式過濾器或壓濾機上進行過濾操作及隨后的步驟(viii)和(ix)的洗 滌操作。
在本發(fā)明的又一實施方案中，發(fā)現(xiàn)過濾速度快。
在本發(fā)明的又一實施方案中，步驟(x)中的煅燒步驟在馬弗爐中、 在卯0X:下進行2 3小時，并且優(yōu)選通過逐步升溫來進行。
在本發(fā)明的又一實施方案中，從步驟(iii)中的最終鹽鹵中直接 生產(chǎn)的MgO的純度為98.0 ~ 98.9%,而從步驟(iv)中結(jié)晶或再結(jié)晶的 MgClr6H20生產(chǎn)的MgO的純度為99.1 ~ 99.7。
在本發(fā)明的又一實施方案中，從步驟(iii)中的最終鹽鹵獲得的 MgO的B203雜質(zhì)含量為0.10 ~ 0.12%,從步驟(iv )的結(jié)晶MgCl2.6H20 制備的MgO的B203雜質(zhì)含量為0.060 ~ 0.080%,并且從再結(jié)晶的 MgCl2.6H20制備的MgO的B203雜質(zhì)含量為0.010 ~ 0.015%。
在本發(fā)明的又一實施方案中，通過適當?shù)靥幚砬绑wMg(OH)2或 MgO本身，還可使MgO中的B203含量更低。
在又一實施方案中，在步驟(v)中所用的石灰可以是固體或固體
懸浮物形式的熟石灰或生石灰。
在又一實施方案中，步驟(vi)和步驟(ix)中的溶液含有20 ~ 30。/o的CaCl2,并且該溶液可直接用于步驟(i)中的去石危酸鹽化反應， 或者通過過濾來澄清和/或在執(zhí)行步驟(i)前加入酸使Mg(OH)2再溶解 來澄清，或者用作其它用途(如果不需要使鹽卣去硫酸鹽化的話)。
本發(fā)明的創(chuàng)造性步驟在于通過氯化鎂與堿或熟石灰反應形成氫氧 化鎂的中間體來從氯化鎂制備氧化鎂。隨后，將濾餅或未過濾的氫氧化 鎂糊通過輕度煅燒轉(zhuǎn)化為MgO，然后比在煅燒前洗滌沉淀氫氧化鎂的 常規(guī)方法更容易地用水洗滌并過濾來除去附著的雜質(zhì)。
本發(fā)明的重要特征在于
(1 )認識到用Mg(OH)2生產(chǎn)MgO的主要缺點是Mg(OH)2的膠體 性質(zhì)所導致的濾過性差。這使Mg(OH)2純化耗時，并且每噸MgO需要 大量的淡水。
(2 K人識到當目的產(chǎn)物為MgO時，不一定需要純化前體Mg(OH)2。
(3) 觀察到純MgO的含水漿料比純Mg(OH)2的含水漿料更容易過濾。
(4) 觀察到雖然初始產(chǎn)品混合物相對容易過濾，但是隨著 Mg(OH)2中所含的鹽越來越少，過濾過程變得越來越冗長。
(5) 從已有的文獻可推斷，MgO的再水合在高溫高壓下是容易的 過程，但是在環(huán)境條件下較不容易，盡管如從本發(fā)明的實施例中明顯可 知的那樣形成了一定量的Mg(OH)2。據(jù)此，推論出可以通過將煅燒的 MgO物料冷卻至室溫和添加足夠量的水使溫升最小化來控制從煅燒的 MgO物料浸提鹽期間的溫升。
(6) 據(jù)此，推論出如果輕度煅燒粗Mg(OH)2并用水處理，則附著 的MgCl2將轉(zhuǎn)化為MgO以增加MgO產(chǎn)量，同時，除非MgO中的殘留 鹽(當用NaOH和石灰進行沉淀時分別為NaCl和CaCl2)吸留在MgO 中，否則MgO中的殘留鹽會溶解于水中，并且通過上述(3)和(5) 中的邏輯，該物料可更容易地過濾。當使用氨作為沉淀劑時，副產(chǎn)品
NH4C1即使在輕度煅燒的條件下也會升華，因此無需任何方式的純化。
(7) 假設即使上述(6)中的粗MgO以團塊的形式存在，則該團 塊一旦與水接觸就會自發(fā)崩解產(chǎn)生漿料，這會免除對材料進行任意研磨 的需要，并且會提供洗去MgO中可溶性物質(zhì)所必需的密切接觸。
(8) 實驗表明上述(6)和(7)中假設的內(nèi)容確實是對的，并且 該粗MgO團塊不需要研磨且比前體Mg(OH)2更易純化。
(9 )利用煅燒后純化過程來不僅減少可溶性鹽，而且通過在洗滌 液中加入添加劑來減少B203。
(10 )認識到操作本發(fā)明的最大優(yōu)點是產(chǎn)生面團形式的粗Mg(OH)2 的可行性，該粗Mg(OH)2可直接進行干燥和煅燒，從而避免一起過濾， 同時幫助節(jié)約用水和增加產(chǎn)量。
(11)通過從固體熟石灰(通過利用旋液分離純化石灰漿料、使?jié){ 料脫水、循環(huán)使用石灰水來制備更多的石灰漿料(同時由此節(jié)約用水) 來制備)與高度濃縮的富含MgCl2的最終鹽鹵的熱溶液反應制備 Mg(OH)2來證明(10)中的構(gòu)思，該反應通過在夾套曲拐式混合器中混 合來促進。
(12 )認識到如果從鹽卣中結(jié)晶析出固態(tài)MgCl2.6H20以提高其純 度，則可以將此固體熔融于曲拐式混合器中并在加熱條件下與加濃和脫 水的石灰漿反應生成面團狀物料，該塊狀物還可以在煅燒前干燥，或者 直接經(jīng)歷煅燒，然后如上述(6)和(7)中所述那樣純化。
(13) 將該構(gòu)思擴展到其它的堿，例如NaOH和煅燒白云石。
(14) 使用Mg(OH)2晶種來改善沉淀反應所形成的Mg(OH)2的顆 粒性質(zhì)。
(15) 通過再次煅燒實驗證明，當最明智地實施本發(fā)明時，在第二 次煅燒過程期間實際上沒有燒失量(LOI)，由此證實在用水純化后可 以不必再次煅燒，而是可直接將其用于制成坯塊并隨后燒結(jié)產(chǎn)生主要利 用MgO的耐火材料。
(16) 還推論出純化的物料可直接用于通過加壓水合來生產(chǎn)氧化鎂 乳液，與現(xiàn)有技術(shù)中所實踐的一樣。
(17) 認識到當利用廉價的石灰來沉淀Mg(OH)2以使該過程具有 成本效益時，可以通過使用副產(chǎn)品CaCl2來對需要防止氧化鎂被石骨污 染的鹽卣進行去硫酸鹽化來獲得另外的成本效益。
(18 )認識到利用煅燒Mg(OH)2來生產(chǎn)粗MgO將能夠在純化過程 期間獲得高濃縮溶液形式的CaCl2，由于會降低后續(xù)的蒸il負荷，所以 這將進一步提高去硫酸鹽化過程的成本效益。
以下實施例僅以舉例說明的方式給出，因此不應當被視為限制本 發(fā)明的范圍。
實施例1
通過強制蒸發(fā)將比重為1.324和化學組成Ca = 0.504% (w/v)、 Mg = 11.50%、 S04 = ND、 Na = 0.41%、 K = 0.4%、 B203 = 0.032的1L
U.79摩爾的MgCl2)最終鹽卣部分蒸發(fā)以減少到體積為800亳升。將 所得物料冷卻至室溫，然后過濾得到619.7 g化學組成為Ca = 0.22%、 Mg = 11.17%、B203 - 0.0147%的結(jié)晶氯化鎂和370 ml比重1.338且8203 - 0.0657。/。的濾液。將100克(0.465摩爾MgCh )固體產(chǎn)物加入NaOH 溶液中(37g純度98。/。的NaOH溶解于50 ml水中)，并且攪拌混合。 將溫度升至88"C，稠度變?yōu)榘牍腆w狀。取182.7 g總反應物料中的147 g 進行進一步處理。在該147g物質(zhì)中，100g在600lC下直接煅燒以獲得 41.28 g的煅燒物料，然后用50mL水進行處理。團塊崩解，并且在5分 鐘內(nèi)自發(fā)形成均勻的漿料。用直徑為2.5分米(2.5")的布氏漏斗過濾。 然后將物料洗滌和過濾(2x50毫升+lx75毫升)三次，其中在中間的 洗滌過程中加入1%添加劑以減少硼雜質(zhì)。濾液總體積為213 mL,總過 濾時間為25~30分鐘。將重23.64克的濕濾餅在烘箱中110X:下干燥得 到14.15克千物質(zhì)，并在馬弗爐中在900 下煅燒得到9.67 g純度99.43%
(見

圖1A中粉末XRD)的MgO (即31.7%的燒失量)。將其余47 g 反應物料分散在50 mL水中并過濾。將其洗滌和過濾(3x25 mL)三 次，共得到137 mL濾液，總過濾時間為卯~100分鐘。將重19.14 g 的濕濾餅在烘箱中在110'C下干燥得到6.92g干物質(zhì)，并在馬弗爐中在
卯0t:下煅燒得到4.59 g純度96.15% (見圖IB中粉末XRD )的MgO (燒失量為33.7%)。從該實施例中可以看出，即使在兩次過濾中使用 相同的布氏漏斗，在先煅燒再洗滌物料的情況下，僅需三分之一到四分 之一的時間來過濾漿料。由于總反應物質(zhì)的三分之二通過該方式(即過 濾層為雙倍厚且洗滌用水的體積為雙倍)處理，因此實際的過濾增速甚 至更為明顯。還可以看出，本發(fā)明的方法獲得了純度更高的MgO。
實施例2
將25 g純度99%的分析純(AR) MgClr6H20 (0.122摩爾)與 9.5 g熟石灰(0.122摩爾)(Ca(OH)2的分析濃度為95% )徹底混合以 形成重34 g的濕糊狀固體物質(zhì)，并在100 ~ 110n下干燥2小時得到28.31 g干物質(zhì)。干燥損失為16.73%。將該千燥物料在600X:下煅燒2小時， 并在煅燒后收集得到15.87 g煅燒物料，其燒失量為43.94%。用水連續(xù) 洗滌該煅燒物料三次以回收最大量的CaCl2，并同時純化產(chǎn)品。在第一 次用25毫升水洗滌的過程中，發(fā)現(xiàn)CaCl2的濃度為40.8%，回收10.2g (0.092摩爾)的CaCl2，該量為CaCl2預期量(基于熟石灰的預期量為 13.54g; 0.122摩爾)的75.4%?？偣驳?，將總計0.2 L洗滌水用于洗滌 操作，由此總計回收11.8g (0.106摩爾，產(chǎn)率87.1%)的CaCl2。與實 施例1中一樣，該過濾比純化Mg(OH)2的常規(guī)方法中的過濾容易得多。 將洗滌后的濕濾餅在卯01C下煅燒2小時后得到3.89 g ( 0.095摩爾，分 離收率77.9% )化學組成為MgO = 98.80%和CaO = 1.53。/。的煨燒氧化 鎂。該實施例表明，在600"C下煅燒的中間煅燒產(chǎn)品的洗滌有助于洗滌 和過濾而不損害產(chǎn)品的品質(zhì)。而且，可以以高度濃縮的形式得到CaCl2, 這對于去硫酸鹽化過程是有利的，因為會降低后續(xù)的蒸發(fā)負荷。
實施例3
將實施例1中的0.10 L( 0.479摩爾MgCl2)最終鹽卣與30 g( 0.385 摩爾Ca(OH)2)分析濃度為95% (w/w)的熟石灰(形成Mg(OH)2所 需化學計量量的80.3%)攪拌混合。在真空下緩慢過濾所得漿料。收集 得到重95.12 g的濕濾餅和45 mL化學組成為CaCl2 = 30.06%(共13.53 g ( 0.122摩爾)CaCl2)和Mg-2.94。/o的濾液。在42.73 g ( 0.385摩爾) 假定形成的CaCl2 (基于所加入的熟石灰)中，在該濾液中得到31.6% 的CaCl2。在600"C下煅燒濕濾餅3小時，獲得46.1 g煅燒物料。該煅
燒物料很容易地在70 mL水中崩解。獲得62 mLCaCl2濃度為35%和總 計21.73 g ( 0.196摩爾)CaCh的濾液，該量為預期氯化釣量的50.9%。 用加入1。/。添加劑的50 mL 7JC重復洗滌三次(共150 mL )以4吏產(chǎn)品中 硼雜質(zhì)含量最小化。得到144 mL含有總重4.7 g (0.042摩爾)CaCl2 的濾液。CaCl2的總回收為39.96 g( 0.36摩爾)，該量為預期值的93.5%。 發(fā)現(xiàn)每次洗滌中的過濾是容易的。將洗滌的重40.5 g的濕濾餅在烘箱中 在100 110X:下干燥2小時，獲得16.88 g干物質(zhì)。將干物質(zhì)在卯O"C 下煅燒2小時得到13.60 g( 0.329摩爾)煅燒MgO，其燒失量為19.43%， 組成為MgO = 96.65%、 CaO-2.04。/o和作為8203的硼=0.0312%。相對 于熟石灰，MgO的回收率為85.45%。該實施例表明，利用用于獲得用 于中間煅燒的濾餅的額外過濾步驟，可以將最終鹽卣用于制備MgO。 通過利用添加劑洗滌，可以降低產(chǎn)品中的硼含量。
實施例4
將按照上述實施例1中組成的2.0L最終鹽卣(9.58摩爾MgCl2) 加熱至150"C蒸發(fā)水分，以將體積減少至1.2 L。將熱鹽面置于加有0.725 kg( 8.81摩爾；形成Mg(OH)2所需化學計量量的92% )含Ca(OH)2 89.9% (w/w)的商品熟石灰的曲拐式混合機中，并且充分混合半個小時以形 成糊狀物料。在假定無重量損失的預期總計2.573 kg糊狀物中，將0.305 kg糊狀物在烘箱中在HOC下干燥得到0.27 kg干物質(zhì)，將該干物質(zhì)在 600t:下煅燒2小時得到0.215 kg煅燒物料。將煅燒物料冷卻至室溫， 用0.15 L水處理，然后再用另外的0.75 L水分批洗滌。干燥濕濾餅， 在900"C下煅燒得到61.27 g( 1.44摩爾)煅燒MgO，其化學組成為MgO =93.95%、 CaO = 2.488%、 Cl-1.768%、作為B203的硼=0.107%。
實施例5
將10 L含有115克/升Mg的最終鹽卣蒸發(fā)并冷卻，得到7 kg固 體物質(zhì)。取2 kg含有0.329 kgMg (1.285 kgMgCl2)的固體物料和0.7 L 水，加熱至150"C以得到熱溶液，并將其倒入帶形攪拌器中(ribbon blender )。將0.972 kg (形成Mg(OH)2所需化學計量量的94% )粉末狀 熟石灰(通過熟化生石灰并旋液分離制得)加入該攪拌器中，并徹底混 合其內(nèi)含物。在約30分鐘后，發(fā)現(xiàn)pH為約8 9，這表明反應完成， 停止混合而得到糊狀物料。在假^L無重量損失的預期總重3.672 kg的糊
狀物料中，將1 kg糊狀物在電烘箱中在110。C下干燥2小時得到0.845 kg 干物料。然后將團塊形式的物料在600X:下在電馬弗爐中煅燒2小時， 得到0.481 kg固體物料(MgO+CaCl2的預期重量為0.52 kg )。將0.24 kg 煅燒物料冷卻至室溫，然后在室溫下加入0.45L水。煅燒固體的固體團 塊開始崩解，得到溫熱的漿料(50X:)。用布氏漏斗容易地過濾該漿料 而得到0.275 L含有29.4%CaCl2的濾液。用3 x 0.300 L的水連續(xù)洗滌 濕濾餅，并且發(fā)現(xiàn)每種情形下的過濾都是容易的。最后的洗滌液含有 1.2%的CaCl2。然后干燥該濾餅，在卯OC下再次媒燒得到0.068 kg MgO,其分析組成為MgO = 95.14 % (見圖2中的粉末XRD )、 CaO =
I. 435 %、 CI = 0.477%。通過循環(huán)利用洗液，所需的淡水量為6~8L/kg MgO，并且可以使所有的洗液都含有高的CaCh濃度(20~40%)，這 對于成本效率地進行鹽自去硫酸鹽化是有益的。
實施例6
將實施例5中的1 L最終鹽卣加熱以蒸發(fā)水分。當體積變?yōu)?00 mL時，停止加熱，并將溶液冷卻至室溫，由此得到587 g固體 MgCl2.6H20和362 mL 36.7 。Be，鹽卣。將200 g固體(0.954摩爾Mg) 加熱至115X:以使其液化，并在攪拌下向其中加入3 g Mg(OH)2晶種， 然后在三分鐘內(nèi)分批加入分析純石灰餅(將60.51 g (0.817 mol)加入
60.5mL水中)。加入石灰后，記錄溫度為ioor;,內(nèi)容物完全為流體，
并停止加熱。再攪拌物料15~20分鐘，當其溫度降至室溫時，外觀呈 糊狀。將糊狀物料(303.7 g; pH為約8)在烘箱中在150r:下干燥，然 后在600X:下煅燒(見圖3A粉末XRD)。將該煅燒物料(126 g )空冷 至室溫，然后與200 mL7JC接觸，隨之溫度升高至64X:(已通過純的熔 融CaCl2實驗獨立證明該溫升主要是由熔融CaCl2的水合和溶解所致)。 容易地過濾漿料得到含有32.3% CaCl2的CaCl2溶液，并且容易地用50 x2mL去離子水洗滌濾渣，然后在110匸下干燥濾渣(見圖3B的粉末 XRD ),并且將部分物料在900"C下煅燒(見圖3C的粉末XRD )。對于
II. 0 g干物料，獲得10.8 g純度為99.13%的煅燒物料(僅含有0.66 % 的CaO雜質(zhì))。從圖3B和圖3C中的粉末XRD曲線可以看出二者實 際上是相同的，這表明，即使在將其通過水洗純化之后，該物料仍然主 要以MgO形式存在，這與極低的燒失量LOI (1.8% ) —致。上述實施例教導了本發(fā)明的應用方式，尤其是應用于半固態(tài)反應 物料，其中利用了其最大濃縮形式的原料，否則，通過常規(guī)的技術(shù)是不
可行的。本發(fā)明也舉例說明了在不影響MgO品質(zhì)的情況下改善濾過性 和節(jié)約用水方面的優(yōu)點。實施例5和實施例6還教導了在無需任何研磨 和攪拌的情況下巖石狀物料在與所需重量水接觸時如何容易地崩解和 分散。實施例6還教導了將Mg(OH)2在600X:下煅燒不僅可以得到具有 良好濾過性的MgO，而且還產(chǎn)生可容易地溶于水的熔融氯化鈣并產(chǎn)生 高濃度的含水CaCh。實施例6中還教導了在用水純化的過程中通過石 灰路線生產(chǎn)的粗煅燒MgO中大部分不受影響，并且不以顯著的程度轉(zhuǎn) 化成Mg(OH)2。實施例6還教導了通過本發(fā)明的方法可以利用結(jié)晶的 MgCl2.6H20和濃集后的廉價石灰獲得純度大于99%的MgO。
本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明的主要優(yōu)點是避免了純化Mg(OH)2的冗長過程。 另一個優(yōu)點是即使反應物料為糊或面團的形式，也可以處理反應物料。
另 一個重要優(yōu)點是節(jié)省淡水。 又一個優(yōu)點是廢物的形成最少。
又一個重要優(yōu)點是，由使用更加濃縮形式的反應物所帶來的產(chǎn)量 增加和速率控制步驟(即純化Mg(OH)2)的加速。
又一個優(yōu)點是MgO的煅燒團塊自發(fā)崩解，從而不需要磨碎。
又一個優(yōu)點是粗MgO中的CaCh以熔融CaCh形式存在，其可容 易地溶于水中形成濃度為35~40% (w/v)的CaCl2溶液，這有助于節(jié) 約用水并提高鹽卣去硫酸鹽化的經(jīng)濟性。
又一個優(yōu)點是在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的情況下獲得容易的MgO制備方法。
權(quán)利要求
1.一種用于制備MgO的改進方法，所述方法包括以下步驟(i)用CaCl2使鹽水或鹽鹵去硫酸鹽化，(ii)在分離石膏后，蒸發(fā)所述澄清的鹽水/鹽鹵以分離出食鹽和光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)，(iii)回收步驟(ii)中富含MgCl2且不含其它鹽的最終鹽鹵，(iv)進一步蒸發(fā)步驟(iii)的最終鹽鹵以獲得晶體MgCl2·6H2O，(v)將MgCl2·6H2O與Mg(OH)2晶種混合，然后用堿或熟石灰/石灰漿處理以獲得粗Mg(OH)2糊/漿，(vi)過濾所得糊/漿以獲得粗Mg(OH)2和氯化鈣，或者不經(jīng)過過濾而原樣使用粗Mg(OH)2糊，(vii)干燥上述粗Mg(OH)2糊，隨后通過煅燒將Mg(OH)2轉(zhuǎn)化成MgO，并且將附著的MgCl2轉(zhuǎn)化成MgO和HCl氣體，(viii)用水處理步驟(vii)獲得的MgO煅燒物料使所述團塊崩解，由此使氯化鈣和其它可溶性鹽溶解于水來獲得漿料，(ix)過濾上述所得漿料，隨后用水洗滌濾渣來使其不含雜質(zhì)，(x)干燥上述所得主要含MgO的濕餅濾渣，并再次對其煅燒以獲得所需的高純MgO，以及(xi)如果在步驟(v)中使用了石灰，則使用在步驟(vi)和(ix)中獲得的CaCl2濾液來進行步驟(i)中的鹽水或鹽鹵的去硫酸鹽化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(i)中使用的 所述鹽卣得自海洋鹽水、近海鹽水、地下鹽水或湖泊鹽水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1~2所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(i)中所 用的含硫酸鹽的鹽卣在29-32 °Be，的密度范圍內(nèi)去硫酸鹽化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(ii)中獲 得的光卣石(KCl.MgCl2.6H20 )在32 36。Be，之間通過膝曬蒸發(fā)或強 制蒸發(fā)而結(jié)晶，并且權(quán)利要求l的步驟(iii)中密度為35.5~36.0 °Be， 的最終鹽卣含有450~460克/升的MgCl2、 5~10克/升的NaCl、 5 ~ 10 克/升的KCl、 5 15克/升的Ca、 0~5克/升的石克酸鹽、6-7克/升的81"-以及0.02 ~ 0.04%的B203。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 4所述的方法，其中原樣使用權(quán)利要求1的步驟(iii) 中的最終鹽卣，或者優(yōu)選對其脫溴以回收溴，并同時將脫溴的鹽卣中的 Bf雜質(zhì)降低到0.5克/升
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 5所述的方法，其中在權(quán)利要求1的步驟(iv )中 蒸發(fā)權(quán)利要求1的步驟(iii)中的最終鹽鹵以使體積減少20 ~ 25%,從 而使所述MgCl2.6H20以60 ~ 80%的產(chǎn)率結(jié)晶析出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1~6所述的方法，其中可以使用其它可溶性鎂鹽如硫 酸鎂或硝酸鎂作為鎂源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(v)中所 用的堿是石灰、苛性蘇打和氨。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1 8所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(v)中所 用的石灰選自固態(tài)或漿料形式的生石灰、熟石灰和煅燒白云石。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的方法，其中在權(quán)利要求l的步驟(v)中 所用的熟石灰是通過生石灰熟化、旋風分離并脫水以產(chǎn)生加濃固體熟石 灰和石灰水來制備的，所述石灰水可再次用于熟化新批次的生石灰。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1 10所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(v)中 所用的堿的化學計量當量為0.8 ~ 1.0。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1~11所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(v)中 所用的Mg(OH)2晶種的量為鎂鹽摩爾用量的0~10摩爾％。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1 12所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(v)中 的沉淀反應的溫度范圍是20 ~ 120匸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 13所述的方法，其中權(quán)利要求1的步驟(v)中 的沉淀反應在均勻混合的條件下所用的反應時間為5 ~卯分鐘。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1~14所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(vi)中 獲得的糊狀物料在常規(guī)烘箱中在70 ~ 120'C下干燥或通過太陽能干燥。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1 15所述的方法，其中權(quán)利要求l的步驟(vii)中 的煅燒操作在500 ~ 1000 *C下、優(yōu)選在600 ~卯0 "C下在馬弗爐或回轉(zhuǎn)煅 燒爐或豎窯中進行，取決于干物質(zhì)的物理形式。17. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 16所述的方法，其中權(quán)利JI"求1的步驟(vii)中 的煅燒操作將附著的MgCl2轉(zhuǎn)化成MgO并同時釋放HC1蒸氣，并且將 CaCl2.2H20轉(zhuǎn)化成熔融的CaCl2，所述熔融的CaCl2水合放熱并且為粗 物料的崩解和CaCl2的快速增溶提供驅(qū)動力。18. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 17所述的方法，其中權(quán)利要求1的步驟(viii)中 所用的水主要包括來自之前批次的循環(huán)洗液，并且水的用量足以溶解MgO中的所有可溶性鹽并確保將所述漿料的溫度控制在4o 卯x:、優(yōu)選在55 ~ ，以使諸如CaCl2的鹽在更高溫度下具有更高的溶解度并 使MgO水解最小化。19. 根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 18所述的方法，其中權(quán)利要求1的步驟(viii) 和(ix)中所用的水含有用于去除MgO中硼雜質(zhì)的添加劑或者不含添 加劑。20. 根據(jù)權(quán)利要求1 19所述的方法，其中由于所述輕度煅燒的MgO 與Mg(OH)2相比改善了濾過性，所以權(quán)利要求1的步驟(ix)中的所述 洗滌和過濾操作加快了 2~5倍。21. 根據(jù)權(quán)利要求1~20所述的方法，其中由于所述輕度煅燒的MgO 與Mg(OH)2相比改善了濾過性，所以權(quán)利要求1的步驟(ix)中用于純 化所述煅燒物料所需的水量降低2 ~ 5倍。22. 根據(jù)權(quán)利要求1~21所述的方法，其中在權(quán)利要求l的步驟(vii) 中獲得的所述濕濾餅可用于制備氧化鎂乳液。23. 根據(jù)權(quán)利要求1~22所述的方法，其中干燥權(quán)利要求1的步驟(vii) 中獲得的所述濕濾餅以產(chǎn)生MgO，或者將其在500 ~ 2200"C的溫度下再 次煅燒以獲得所需的產(chǎn)品。24. 根據(jù)權(quán)利要求1 23所述的方法，其中當步驟(v)所用的堿是氨 時，不需要權(quán)利要求1的步驟(viii)和(ix )中的操作，并且步驟(vii) 中的煅燒操作除去所有雜質(zhì)以獲得高純MgO 。25. 根據(jù)權(quán)利要求1~24所述的方法，其中所獲得的MgO的所述純度 >99%。26. —種基本上通過參考本說明書中的實施例和附圖而得到描述的用于 制備用于MgO的改進方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用鎂鹽和堿/石灰的反應制備MgO的改進工藝。粗Mg(OH)₂直接煅燒后，用水處理后自發(fā)崩解產(chǎn)生漿料并溶解可溶性鹽。這種漿料比原來的Mg(OH)₂漿料更容易過濾和洗滌，這有利于加快純化過程并節(jié)約淡水用量。該方法的另一個重要優(yōu)點在于，即使是用面團攪拌器或類似設備處理的糊狀或面團狀的反應產(chǎn)品也可以很容易地處理。這種方法不會影響MgO的品質(zhì)。
文檔編號C01F5/08GK101374767SQ200680052181
公開日2009年2月25日 申請日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月31日
發(fā)明者哈西納·哈吉巴伊·德賴亞, 希曼舒·拉布尚克爾·喬希, 普什皮托·庫馬·高希, 瓦達克·普索爾·莫漢達斯, 羅希特·哈沙德賴·達夫, 考?？恕崴瓲枴ぬm加利亞, 馬赫什庫馬·拉姆尼克拉爾·甘迪 申請人:科學與工業(yè)研究會