一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法，包括步驟：(1)將碳酸鎂粗礦粉碎后篩分；(2)向篩分后的碳酸鎂粗礦中加入除硼劑，獲得第一料漿；所述除硼劑為碳酸氫鹽和/或碳酸鹽溶液；(3)將第一料漿放入反應(yīng)釜中，在常溫下通入CO2氣體，然后再進(jìn)行水熱反應(yīng)，獲得第二料漿；(4)將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂；(5)將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。本發(fā)明提供的方法中，在混合料漿中通入CO2氣體形成碳酸氫根，在碳酸氫根存在下，進(jìn)行水熱反應(yīng)使碳酸鎂晶體間的硼化合物轉(zhuǎn)化為可溶物質(zhì)，然后再經(jīng)過(guò)洗滌去除硼雜質(zhì)，最終制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98％以上。
【專利說(shuō)明】一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高純氧化鎂的方法，尤其涉及一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高純氧化鎂，一般是指MgO含量大于98%的產(chǎn)品，廣泛用作高溫耐熱材料，在光學(xué)、儀表、電子、電器、冶金、國(guó)防與航空航天等領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。高純氧化鎂的生產(chǎn)一般是采用普通氧化鎂為原料，并通過(guò)特殊的除雜工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要有:(I)通過(guò)各種方式制得氫氧化鎂，然后過(guò)濾、洗滌、熱解得到高純氧化鎂。該方法中由于氫氧化鎂料漿難以分離和洗滌，導(dǎo)致產(chǎn)品中雜質(zhì)含量偏高。(2)通過(guò)先制備氯化鎂或硫酸鎂再熱解制備氧化鎂。該方法中產(chǎn)生的高溫腐蝕性氣體，對(duì)設(shè)備要求較高。(3)通過(guò)碳銨循環(huán)法，制備碳酸鎂水合物中間體，進(jìn)一步煅燒生產(chǎn)高純氧化鎂，主要針對(duì)氮肥廠的銨鹽母液利用而設(shè)計(jì)。(4)鹵水-純堿法，將鹵水和純堿進(jìn)行反應(yīng)，沉淀物經(jīng)漂洗、離心脫水，先煅燒、粉碎、風(fēng)選，制得輕質(zhì)氧化鎂；將輕質(zhì)氧化鎂粉碎并且壓球，然后入高溫煅燒爐進(jìn)行重?zé)?，最終得高純氧化鎂。(5)利用高純度金屬鎂和氧反應(yīng)制得高純度微粉氧化鎂等。
[0003]在鹽湖開發(fā)過(guò)程中，針對(duì)硫酸鹽型鹽湖鹵水中鎂鋰難于分離的問(wèn)題，研宄人員采用碳酸鹽型鹽湖兌鹵方式降低鎂鋰比或者是在鹽湖鹵水提鋰過(guò)程中加入碳酸鈉除鎂，在這些工藝過(guò)程中生成的碳酸鎂粗礦，該碳酸鎂粗礦中含有硼化合物等雜質(zhì)。為了充分利用鹽湖資源，利用鹵水中的Mg2+生產(chǎn)高純氧化鎂具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]氧化鎂中硼化合物雜質(zhì)的存在會(huì)使氧化鎂產(chǎn)生很強(qiáng)的助熔作用，導(dǎo)致耐火材料的高溫強(qiáng)度急劇下降，此外當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)B2O3的氣化會(huì)造成鎂砂氣孔率增加，使耐火材料和熔融爐渣與鋼水的抗蝕性降低。因此，在利用鹵水制備高純氧化鎂的過(guò)程中需要去除硼化合物雜質(zhì)，以提高氧化鎂的高溫性能。目前，以海水或鹵水等溶液為原料制備氧化鎂過(guò)程中的除硼工藝，主要包括以下的一些方法:(1)過(guò)堿法，以海水或鹵水等溶液為原料制備氧化鎂的反應(yīng)在過(guò)堿條件下進(jìn)行，減少了氫氧化鎂對(duì)硼的吸附。(2)萃取法，利用硼酸鹽在醇類介質(zhì)中能形絡(luò)合物的機(jī)理除硼。萃取法主要適用于含硼量為2-18g/L的溶液體系，主要問(wèn)題是現(xiàn)有萃取劑的選擇性較低，限制了其適用體系。(3)離子交換樹脂法，利用對(duì)硼具有選擇性吸附的鰲合樹脂來(lái)除去海水或鹵水中的硼，除硼效果較好；但是由于離子交換樹脂容量有限，主要適用于含硼量小于30mg/L的溶液體系，當(dāng)體系含硼量較高時(shí)，存在樹脂消耗量大、生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。(4)沉淀法，將適量的無(wú)機(jī)酸或堿加入到鹵水中，使離子狀的硼轉(zhuǎn)化為難溶于水的硼酸或者是硼酸鹽析出，以此達(dá)到從鹵水中除硼的目的。在以上的除硼方法中，都是采用傳統(tǒng)的方法溶解原料，存在于碳酸鎂晶體間的硼化合物無(wú)法溶解，導(dǎo)致該部分的硼化合物雜質(zhì)無(wú)法去除。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種從利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法，該方法以從硫酸鹽型鹽湖鹵水提取鋰的工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物碳酸鎂粗礦為原料，通過(guò)去除硼雜質(zhì)制備獲得高純氧化鎂，氧化鎂的純度可以達(dá)到98%以上。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0007]一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法，包括步驟:
[0008](I)將碳酸鎂粗礦粉碎后篩分；
[0009](2)向篩分后的碳酸鎂粗礦中加入除硼劑，獲得第一料漿；所述除硼劑為碳酸氫鹽和/或碳酸鹽溶液；
[0010](3)將第一料漿放入反應(yīng)釜中，在常溫下通入CO2氣體，然后再進(jìn)行水熱反應(yīng)，獲得第二料漿；
[0011](4)將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂；
[0012](5)將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。
[0013]優(yōu)選地，所述除硼劑選自碳酸鈉、碳酸銨、碳酸氫鈉和碳酸氫銨中的一種或兩種以上混合溶液。
[0014]優(yōu)選地，步驟(2)中，按照質(zhì)量比，根據(jù)碳酸鎂粗礦的質(zhì)量加入的除硼劑溶液液固比為3:1?10:1，其中，所述除硼劑的質(zhì)量濃度為3%?9%。
[0015]優(yōu)選地，所述液固比為5:1?7:1，其中，所述除硼劑的質(zhì)量濃度為6 %?8 %。
[0016]優(yōu)選地，步驟(3)中，通入CO2氣體至壓力為0.2?IMpa，通入時(shí)間為0.5?2小時(shí)；進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為110?180°C，反應(yīng)時(shí)間為2?10小時(shí)。
[0017]優(yōu)選地，通入CO2氣體至壓力為0.5?0.8Mpa，通入時(shí)間為I?1.5小時(shí)；進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為130?160°C，反應(yīng)時(shí)間為5?8小時(shí)。
[0018]優(yōu)選地，步驟(5)中，灼燒溫度為900?1200°C，灼燒時(shí)間為2?10小時(shí)。
[0019]優(yōu)選地，步驟(4)中將第二料漿過(guò)濾后得到的母液用于作為步驟(2)的除硼劑。
[0020]優(yōu)選地，步驟(5)中將無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒產(chǎn)生的CO2氣體用于步驟(3)的水熱反應(yīng)中。
[0021]優(yōu)選地，所述碳酸鎂粗礦為從硫酸鹽型鹽湖鹵水提取鋰的工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法中，在混合料漿中通入0)2氣體形成碳酸氫根，在碳酸氫根存在下，進(jìn)行水熱反應(yīng)使碳酸鎂晶格間的硼化合物轉(zhuǎn)化為可溶物質(zhì)，然后再經(jīng)過(guò)洗滌去除硼雜質(zhì)，水熱反應(yīng)產(chǎn)物為結(jié)晶度較好的無(wú)水碳酸鎂，使得最終制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98%以上；該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，同時(shí)還可以有效的利用了鹽湖資源。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供的制備高純氧化鎂的方法的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]參閱圖1，本【具體實(shí)施方式】中提供的制備高純氧化鎂的方法包括步驟:
[0026]一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法，包括步驟:
[0027]S101、將碳酸鎂粗礦粉碎后篩分。其中，碳酸鎂粗礦為從硫酸鹽型鹽湖鹵水提取鋰的工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，例如:采用碳酸鹽型鹽湖鹵水與硫酸鹽型鹽湖鹵水兌鹵方式降低鎂鋰比，或者是在硫酸鹽型鹽湖鹵水提鋰過(guò)程中加入碳酸鈉除鎂，或者是采用碳?jí)A法生產(chǎn)硼砂過(guò)程中所產(chǎn)生的硼泥，其主要的副產(chǎn)物為碳酸鎂粗礦；對(duì)粉碎后的碳酸鎂粗礦，可以使用60-80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分。
[0028]S102、向篩分后的碳酸鎂粗礦中加入除硼劑，形成第一料漿；所述除硼劑為碳酸氫鹽和/或碳酸鹽溶液。作為除硼劑的碳酸氫鹽主要是碳酸氫鈉、碳酸氫銨，碳酸鹽主要是碳酸鈉、碳酸銨。按照質(zhì)量比，根據(jù)碳酸鎂粗礦的質(zhì)量加入的除硼劑溶液液固比優(yōu)選的范圍是3:1?10:1，更為優(yōu)選的范圍是5:1?7:1。其中，除硼劑的質(zhì)量濃度優(yōu)選的范圍是3%?9%，更為優(yōu)選的范圍是6%?8%。
[0029]S103、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，在常溫下通入CO2氣體，然后再進(jìn)行水熱反應(yīng)，獲得第二料漿。在常溫下，通入C02氣體，一方面是當(dāng)選擇的除硼劑為碳酸鹽時(shí)，使反應(yīng)料漿中碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸銨)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，獲得溶解硼化合物的碳酸氫根，另一方面不溶的碳酸鎂也部分生成可溶的碳酸氫鎂，促進(jìn)部分硼化合物的析出；在隨后的，水熱過(guò)程中，料漿中碳酸氫根部分分解為碳酸根，碳酸氫鎂分解為碳酸鎂，溶液中的碳酸根抑制了碳酸鎂的溶解，提高鎂的收率。在一個(gè)優(yōu)選的方案中，通入CO2氣體至壓力為0.2?IMpa，通入時(shí)間為0.5?2小時(shí)，進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為110?180°C，反應(yīng)時(shí)間為2?10小時(shí)。更為優(yōu)選的方案中，通入CO2氣體至壓力為0.5?0.8Mpa，通入時(shí)間為I?1.5小時(shí)，進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為130?160°C，反應(yīng)時(shí)間為5?8小時(shí)。
[0030]S104、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為步驟S102的除硼劑循環(huán)使用。
[0031]S105、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度的范圍可以選擇是900?1200°C，灼燒時(shí)間為2?10小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的0)2氣體可以用于步驟S103的水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0032]在以上提供的方法中，通入CO2氣體在混合溶液中形成碳酸氫根，在碳酸氫根存在下，碳酸鎂粗礦水熱分解生成結(jié)晶度較好的無(wú)水碳酸鎂，在水熱溫度為110?180°C的范圍內(nèi)時(shí)，碳酸鎂晶格破碎生成細(xì)小無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程中，碳酸氫根可以與碳酸鎂晶體間不溶的硼化合物反應(yīng)生成可溶性含硼化合物，然后再通過(guò)洗滌、過(guò)濾除去可溶性硼化合物，最終制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98%以上。
[0033]實(shí)施例1
[0034]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0035]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為3%的碳酸鈉溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸鈉溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為3:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0036]三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO2氣體至壓力為0.2Mpa，通入時(shí)間為0.5小時(shí)；然后升溫至110°C，恒溫反應(yīng)2小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料楽;
[0037]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0038]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為900°C，灼燒時(shí)間為2小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的0)2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0039]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98.21%，硼含量為0.043%。
[0040]實(shí)施例2
[0041]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用60目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0042]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為9%的碳酸鈉溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸鈉溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為10:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0043]三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO2氣體至壓力為IMpa，通入時(shí)間為2小時(shí)；然后升溫至180°C，恒溫反應(yīng)10小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料漿；
[0044]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0045]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為1200°C，灼燒時(shí)間10小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的CO2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0046]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98.87%，硼含量為0.0046%。
[0047]實(shí)施例3
[0048]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0049]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為6%的碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為5:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0050]三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO2氣體致壓力為0.5Mpa，通入時(shí)間為I小時(shí)；然后升溫至130°C，恒溫反應(yīng)4小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料漿。
[0051]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0052]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為1100°C，灼燒時(shí)間為5小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的CO2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0053]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)99.19%，硼含量為0.011%。
[0054]實(shí)施例4
[0055]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0056]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為8%的碳酸氫鈉溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸氫鈉溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為7:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0057]三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO2氣體至壓力為0.5Mpa，通入時(shí)間為I小時(shí)；然后升溫至130°C，恒溫反應(yīng)4小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料漿。
[0058]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0059]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為1100°C，灼燒時(shí)間為5小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的CO2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0060]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98.35%，硼含量為0.023%。
[0061]實(shí)施例5
[0062]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0063]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為6%的碳酸氫銨溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸氫氨溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為5:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0064]三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO 2氣體至壓力為0.8Mpa，通入時(shí)間為1.5小時(shí)；然后升溫至130°C，恒溫反應(yīng)4小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料楽。
[0065]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0066]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為1100°C，灼燒時(shí)間為5小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的CO2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0067]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)99.20%，硼含量為0.065%。
[0068]實(shí)施例6
[0069]一、采用龍木錯(cuò)、結(jié)則茶卡鹽湖兌鹵(硫酸鹽型和碳酸鹽型鹽湖兌鹵)初級(jí)產(chǎn)品碳酸鎂粗礦為原料，原料組分中主要成分為67.2%的4MgC03.Mg(OH)2.5H20，次要成分為NaCl以及少量的硫酸鹽和含硼化合物0.27% (以B計(jì))等。首先將碳酸鎂粗礦粉碎后使用80目的篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，采用傳統(tǒng)的洗滌、過(guò)濾的方法去除可溶性雜質(zhì)(例如使用去離子水按照重量比為5:1的液固比配成料漿，機(jī)械攪拌后在真空中過(guò)濾，反復(fù)兩次)。
[0070]二、向篩分后并去除可溶性雜質(zhì)的碳酸鎂粗礦中加入質(zhì)量濃度為6%的碳酸銨溶液作為除硼劑，其中，按照質(zhì)量比計(jì)算，碳酸氨溶液與碳酸鎂粗礦的液固比為5:1，攪拌均勻形成第一料漿。
[0071 ] 三、將第一料漿放入反應(yīng)釜中，首先在常溫下攪拌并通入CO2氣體，通入CO 2氣體至壓力為0.5Mpa，通入時(shí)間為I小時(shí)；然后升溫至160°C，恒溫反應(yīng)4小時(shí)后再自然降溫，獲得第二料漿。
[0072]四、將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂。該步驟過(guò)濾得到的母液用于作為前述步驟中的除硼劑循環(huán)使用。
[0073]五、將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。其中，灼燒溫度為1100°C，灼燒時(shí)間為5小時(shí)。該步驟灼燒無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程產(chǎn)生的CO2氣體可以用于前述水熱反應(yīng)中循環(huán)使用。
[0074]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)99.58%，硼含量為0.031%。
[0075]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的方法中，通入CO2氣體在混合溶液中形成碳酸氫根，在碳酸氫根存在下，碳酸鎂粗礦水熱分解生成結(jié)晶度較好的無(wú)水碳酸鎂，在水熱溫度為110?180°C的范圍內(nèi)時(shí)，碳酸鎂晶格破碎生成細(xì)小無(wú)水碳酸鎂的過(guò)程中，碳酸氫根可以與碳酸鎂晶體間(在此所述的晶體間是指晶體間的包裹體或晶格間)不溶的硼化合物反應(yīng)生成可溶性含硼化合物，然后再通過(guò)洗滌、過(guò)濾除去可溶性硼化合物，最終制備得到的氧化鎂的純度高達(dá)98%以上；在常溫下，通入CO2氣體，一方面是當(dāng)選擇的除硼劑為碳酸鹽時(shí)，使反應(yīng)料漿中碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸銨)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，獲得溶解硼化合物的碳酸氫根，另一方面不溶的碳酸鎂也部分生成可溶的碳酸氫鎂，促進(jìn)部分硼化合物的析出；在隨后的，水熱過(guò)程中，料漿中碳酸氫根部分分解為碳酸根，碳酸氫鎂分解為碳酸鎂，溶液中的碳酸根抑制了碳酸鎂的溶解，提高鎂的收率。并且該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，有效的利用了鹽湖資源，在制備的工藝工程中產(chǎn)生的一些副產(chǎn)物可以循環(huán)利用，降低了工藝成本。
[0076]以上所述僅是本申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用碳酸鎂粗礦制備高純氧化鎂的方法，其特征在于，包括步驟: (1)將碳酸鎂粗礦粉碎后篩分； (2)向篩分后的碳酸鎂粗礦中加入除硼劑，獲得第一料漿；所述除硼劑為碳酸氫鹽和/或碳酸鹽溶液； (3)將第一料漿放入反應(yīng)釜中，在常溫下通入CO2氣體，然后再進(jìn)行水熱反應(yīng)，獲得第二料漿； (4)將第二料漿經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥后得到無(wú)水碳酸鎂； (5)將所述無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒得到高純氧化鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述除硼劑選自碳酸鈉、碳酸銨、碳酸氫鈉和碳酸氫銨中的一種或兩種以上混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，按照質(zhì)量比，根據(jù)碳酸鎂粗礦的質(zhì)量加入的除硼劑溶液液固比為3:1?10:1，其中，所述除硼劑的質(zhì)量濃度為3%?9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述液固比為5:1?7:1，其中，所述除硼劑的質(zhì)量濃度為6%?8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，通入CO2氣體至壓力為0.2?IMpa，通入時(shí)間為0.5?2小時(shí)；進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為110?180°C，反應(yīng)時(shí)間為2?10小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通入CO2氣體至壓力為0.5?0.8Mpa，通入時(shí)間為I?1.5小時(shí)；進(jìn)行水熱反應(yīng)的溫度為130?160°C，反應(yīng)時(shí)間為5?8小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，灼燒溫度為900?1200°C，灼燒時(shí)間為2?10小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中將第二料漿過(guò)濾后得到的母液用于作為步驟(2)的除硼劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中將無(wú)水碳酸鎂經(jīng)灼燒產(chǎn)生的CO2氣體用于步驟(3)的水熱反應(yīng)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的方法，其特征在于，所述碳酸鎂粗礦為從硫酸鹽型鹽湖鹵水提取鋰的工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】C01F5/06GK104445298SQ201410704599
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】乃學(xué)瑛, 王亞斌, 董亞萍, 李武, 曾云 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所, 西藏國(guó)能礦業(yè)發(fā)展有限公司