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(chan)品能(neng)耗。提高(gao)(gao)產(chan)品質量,增加產(chan)品品種(zhong),雙減(jian)法碳(tan)(tan)化(hua)工(gong)藝(yi)主(zhu)要是改變了碳(tan)(tan)化(hua)條(tiao)件(jian),減(jian)去了高(gao)(gao)能(neng)耗的(de)生(sheng)產(chan)過程。將凈化(hua)過的(de)石灰(hui)乳液(ye)在(zai)特(te)定條(tiao)件(jian)下(xia)進行碳(tan)(tan)化(hua)反應,使(shi)(shi)80—90%的(de)MgO被溶(rong)解,并生(sheng)成含MgO 20~30克/升的(de)碳(tan)(tan)酸輕(qing)鎂(mei)過飽和溶(rong)液(ye)。經(jing)快速壓濾(lv),在(zai)特(te)定條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)(shi)碳(tan)(tan)酸輕(qing)鎂(mei)飽和溶(rong)液(ye)在(zai)20~30度下(xia)解析出堿式碳(tan)(tan)酸鎂(mei)。此堿式碳(tan)(tan)酸鎂(mei)濾(lv)餅含水分只有50—60%。經(jing)煅燒得輕(qing)質氧(yang)化(hua)鎂(mei)產(chan)品。
該工藝特點:
(1)氧化鎂的提取率增(zeng)高了20-30%。
(2)減去了壓縮和熱解過程,降低了堿式碳酸鎂(mei)濾(lv)餅水分含量(liang)25-30%。
因(yin)此每噸輕質氧化鎂產品煤耗降(jiang)低75%,電耗降(jiang)低65%。
2、氣相法
將(jiang)高(gao)純(chun)度金屬鎂和氧反(fan)應生成晶核,然后使(shi)顆粒(li)繼續成長,制(zhi)得高(gao)純(chun)度微粉氧化(hua)鎂。含氧化(hua)鎂80%(重量)以(yi)上的(de)粗(cu)原料用無機酸(suan)(suan)(硫酸(suan)(suan)、鹽(yan)酸(suan)(suan)、硝酸(suan)(suan))以(yi)摩爾(er)比(bi)1:2的(de)比(bi)例(li)進行溶解(jie),制(zhi)成無機酸(suan)(suan)的(de)鎂鹽(yan)。精(jing)制(zhi)除去(qu)其中雜質,于(yu)氧氣氣氛下進行加(jia)壓加(jia)熱處(chu)理,再(zai)經水洗(xi)、脫水、干燥,于(yu)1100℃加(jia)熱1h,制(zhi)得高(gao)純(chun)度氧化(hua)鎂。
氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)煅燒法:以除雜凈化(hua)的(de)硫酸鎂(mei)溶液(ye)為原料,以純(chun)氨水為沉(chen)(chen)淀(dian)劑加入(ru)鎂(mei)液(ye)中沉(chen)(chen)淀(dian)出Mg(OH)2,經(jing)板(ban)框壓濾機進行固液(ye)分(fen)離,濾餅經(jing)洗滌得(de)高純(chun)度Mg(OH)2,再經(jing)烘干、煅燒制得(de)高純(chun)氧(yang)化(hua)鎂(mei)。
煅燒(shao)法(fa)苦土粉經過水選,除(chu)去雜質后沉(chen)淀(dian)成鎂泥漿,然后通過消化(hua)(hua)、烘干、煅燒(shao),使氫(qing)氧化(hua)(hua)鎂脫水生成氧化(hua)(hua)鎂:
MgO+H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO+H2O
3、煅燒法
將菱鎂礦在950℃下于煅燒爐中進行煅燒,再經冷卻、篩分、粉碎,制得輕燒氧化鎂。
純(chun)堿(jian)法先(xian)將苦(ku)鹵(lu)加水稀釋至20°Be左右加入反應器(qi),在攪(jiao)拌下(xia)徐(xu)徐(xu)加入20°Be左右的純(chun)堿(jian)澄清(qing)溶液,于(yu)55℃左右進(jin)行反應,生成重質(zhi)碳(tan)酸鎂,經(jing)漂洗、離(li)心分離(li),在700~900℃進(jin)行焙燒,經(jing)粉碎、風選,制得(de)輕質(zhi)氧(yang)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
白云石經煅燒、消(xiao)化、碳化后得到堿式碳酸鎂,再經熱(re)分解、煅燒、粉碎、風選(xuan),即得輕質氧(yang)化鎂。
5、碳銨法
碳(tan)銨法將海水(shui)制鹽后的母液(鎂(mei)離子含量在50g/L左右(you))除去雜質后與碳(tan)酸氫銨按(an)適宜的比例混合(he),進行沉淀反應,再經(jing)離心脫(tuo)水(shui)、烘干(gan)、煅燒、粉(fen)碎分級、包裝,即得輕質氧化鎂(mei)成品(pin):
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(yong)白(bai)云(yun)(yun)石(shi)或菱鎂(mei)(mei)(mei)礦(kuang),經煅燒(shao)(shao)、加水消化(hua)、碳(tan)酸化(hua)、煅燒(shao)(shao)、粉(fen)碎(sui),即(ji)可制(zhi)得活性氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。鹵(lu)水白(bai)云(yun)(yun)石(shi)灰法(fa)以海水或鹵(lu)水為原料(liao)與(yu)石(shi)灰或白(bai)云(yun)(yun)灰發生(sheng)沉(chen)淀反(fan)應,將(jiang)得到的氫氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)沉(chen)淀進(jin)行過(guo)濾、干燥、煅燒(shao)(shao),制(zhi)得活性氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。苦土粉(fen)-硫(liu)酸-碳(tan)銨法(fa)將(jiang)苦土粉(fen)等含鎂(mei)(mei)(mei)原料(liao)與(yu)硫(liu)酸反(fan)應,生(sheng)成(cheng)(cheng)硫(liu)酸鎂(mei)(mei)(mei)溶液,其MgO+H2SO4→MgSO4+H2O硫(liu)酸鎂(mei)(mei)(mei)溶液與(yu)碳(tan)酸氫銨反(fan)應,生(sheng)成(cheng)(cheng)碳(tan)酸鎂(mei)(mei)(mei)沉(chen)淀,其MgSO4+NH4HCO3+NH3→MgCO3↓+(NH4)2SO4然(ran)后沉(chen)淀物(wu)經過(guo)濾分離(li)、洗滌、烘(hong)干、煅燒(shao)(shao)、粉(fen)碎(sui),制(zhi)得活性氧化(hua)鎂(mei)(mei)(mei)。
7、燒結法
以電熔(rong)鎂塊為原(yuan)料(liao)(liao)。經(jing)選料(liao)(liao)、破碎、篩(shai)分后與(yu)一定比例的液態二氧化鈦進行充分混合(he),再經(jing)水洗、烘干和燒結(jie),篩(shai)選出粒徑為40~150,即(ji)為成品高溫電工(gong)級氧化鎂。
8、鹵水碳銨法
采(cai)用(yong)鹵(lu)水與碳酸氫銨反應,生成(cheng)堿式碳酸鎂,然后進行(xing)陳化(hua)(hua)、洗(xi)滌(di)、脫水、干燥、煅(duan)燒,經粉碎后再凈(jing)化(hua)(hua)、熱處理,制得硅鋼(gang)級氧化(hua)(hua)鎂。
9、電熔法
以高(gao)純氧(yang)化鎂為原(yuan)料,經(jing)電熔制得成品(pin)。
10、鹽酸法
將(jiang)生(sheng)產重質氧(yang)化(hua)鎂(mei)的下腳料送入(ru)(ru)反(fan)應(ying)(ying)器(qi),加(jia)(jia)入(ru)(ru)鹽酸(suan)進(jin)行反(fan)應(ying)(ying),生(sheng)成六(liu)水氯(lv)化(hua)鎂(mei),再加(jia)(jia)入(ru)(ru)碳(tan)酸(suan)鈉(na)進(jin)行反(fan)應(ying)(ying),生(sheng)成堿式碳(tan)酸(suan)鎂(mei),用水洗滌,將(jiang)堿式碳(tan)酸(suan)鎂(mei)在高溫(wen)煅燒,冷卻后粉碎,制得磁性氧(yang)化(hua)鎂(mei)。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧化(hua)鎂(mei)還(huan)原成金屬(shu)鎂(mei)的過程主要采用(yong)(yong)的是熱(re)還(huan)原法,這(zhe)是一(yi)種在高(gao)溫下使用(yong)(yong)還(huan)原劑將氧化(hua)鎂(mei)還(huan)原為(wei)金屬(shu)鎂(mei)的冶煉方法。
1、原材料準備
(1)原料:氧化鎂(MgO),通(tong)常是通(tong)過電(dian)化學法或燒結法制備(bei)得到的粉末狀物質。
(2)還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji):常用(yong)的還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji)包括硅(gui)鐵、木(mu)炭(tan)、煤炭(tan)、焦炭(tan)等(deng)。其中,硅(gui)鐵是一種(zhong)常用(yong)的還(huan)(huan)原(yuan)劑(ji),它能夠有(you)效地將(jiang)氧化鎂(mei)還(huan)(huan)原(yuan)成金屬(shu)鎂(mei)。
2、預處理
(1)氧化鎂(mei)粉末(mo)中常含(han)有一定的雜質,如氧化鐵、氧化鈦等。為了減(jian)少(shao)雜質對產物的影(ying)響,需要對氧化鎂(mei)粉末(mo)進行(xing)預(yu)處理(li)。
(2)預處理(li)的(de)方(fang)法有酸洗(xi)、堿洗(xi)和熱處理(li)等。其中,酸洗(xi)是(shi)常用(yong)的(de)方(fang)法,可以(yi)有效地去除表面(mian)的(de)雜質。
3、還原反應
(1)將預處理后的氧化鎂粉末與還原劑一起(qi)放入反(fan)應爐中,進行還原反(fan)應。
(2)反應一般在高(gao)溫(wen)下進行,溫(wen)度范圍(wei)通常為600-800℃,但(dan)在某些特定的(de)熱還(huan)原法(fa)煉鎂方法(fa)中,如波爾扎諾法(fa),反應溫(wen)度可能達到2273-2573K。
(3)反(fan)應條件需要確(que)保在真空或特定的氣體(ti)氛圍下進行,以提高反(fan)應效(xiao)率和減少雜質的影響。
4、冷卻與分離
(1)還(huan)原反(fan)應完成后,需要對產物進行冷卻(que)。冷卻(que)一般采(cai)用自(zi)然冷卻(que)的(de)方法,同時也(ye)可以通過加(jia)入惰性氣體(ti)進行冷卻(que)。
(2)冷卻(que)后(hou),需要將金屬鎂與殘余的還原劑進行分(fen)離(li)。分(fen)離(li)的方(fang)法有機械分(fen)離(li)和(he)物理分(fen)離(li)等,一般采用振(zhen)動篩進行分(fen)離(li)。
5、精煉
通(tong)過精(jing)(jing)煉(lian)可以得(de)到高純度的金(jin)屬鎂。精(jing)(jing)煉(lian)的方(fang)(fang)法有真空(kong)蒸(zheng)餾、電解精(jing)(jing)煉(lian)和氣體冷卻(que)等。其中(zhong),真空(kong)蒸(zheng)餾是常用(yong)的精(jing)(jing)煉(lian)方(fang)(fang)法,可以去(qu)除金(jin)屬鎂中(zhong)的氣體和雜質。
6、后處理
后處理包括干燥、包裝和儲(chu)存等(deng)步驟。干燥是(shi)(shi)將產物中的水分蒸發掉,以防(fang)止產物吸濕(shi)變質。包裝是(shi)(shi)將產物包裝成所需的形(xing)態,方便(bian)儲(chu)存和運(yun)輸。儲(chu)存時需要注意防(fang)潮、防(fang)火等(deng)措施。
7、注意事項
(1)在整(zheng)個生(sheng)產(chan)過程中,需(xu)要實(shi)施(shi)嚴格的質(zhi)量(liang)控(kong)制(zhi)措(cuo)施(shi),確保每一步操作都(dou)符合標準,以減少(shao)不必要的損失和污染。
(2)考慮到(dao)環境保護和(he)可持續發展的(de)要求,應選擇環境友(you)好(hao)型的(de)生產工(gong)藝和(he)材料。
(3)定期對生產設(she)備進行維護(hu)和升級,以確保其高效運行,減少故障和停(ting)機時間。
(4)對(dui)操作人員進行專(zhuan)業培訓,確保他(ta)們(men)具備足夠的技能和知識來操作設(she)備和監控生產(chan)過程(cheng)。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原為(wei)金屬鎂(mei),同(tong)時保(bao)證產物的質(zhi)量和純度。