本发明涉及化工生产,尤其涉及一种用于降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法。
背景技术:
1、氢氧化镁作为一种重要的无机化工产品,具有安全无毒、弱碱无污染、耐高温、抗腐蚀等优越的物理化学性能,其作为抗菌剂、废水、废气的处理剂、新一代阻燃剂,广泛应用于阻燃剂、环保、医药等领域。目前采用盐湖氯化镁氨法制备的工业级氢氧化镁产品指标中的氯元素含量平均为0.4%-0.6%,其中氯元素含量较高的原因是利用mgcl2·6h2o氨碱沉淀过程中未控制氢氧化镁生长过程,氯包裹在mg(oh)2颗粒中,mg(oh)2不断团聚长大,导致其中的cl含量增加。
2、氯离子的掺入对氢氧化镁晶体的结晶、生长、形貌、粒径都会产生负面影响,进而影响氢氧化镁的应用性能。例如,在高温高压等条件下,氯离子可能对设备具有较强的腐蚀性,缩短设备的使用寿命;在塑料、橡胶等聚合物的阻燃应用中,可能会影响材料的阻燃性能、老化性能等。有研究表明,氨法氢氧化镁中的氯离子可能会加速复合材料的老化进程。《工业氢氧化镁》国家标准(gb/t 3607-2007)中对高品质氢氧化镁中氯离子的含量要求是不高于0.1%。
3、目前,常见的降低氢氧化镁氯离子含量的方法主要有洗涤法、再结晶法、电化学法、氨水溶液循环洗涤离心法等。其中,再结晶法是利用强碱促进氢氧化镁再结晶、降低氢氧化镁氯含量的方法,其存在碱耗和能耗较高、后续氢氧化镁过滤难度较大的问题;洗涤法是利用多级逆流洗涤降氯,其存在水使用量大、后续水处理费用高的问题;利用氨水溶液循环洗涤离心法降氯,存在工艺过程操作繁琐、控制复杂和操作难度大的缺点。
4、因此,如何高效且低成本地去除氢氧化镁中的氯根,成为制备低氯氢氧化镁工艺中亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的缺陷,提供一种成本低、工艺过程简单、除氯效果好、能确保高品质氢氧化镁中氯离子含量低于国家标准的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法。
2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:按以下步骤进行:
3、步骤1:获得卤水-氨-石灰联合法制备的工业级氢氧化镁细粉;
4、步骤2:将工业级氢氧化镁原料进行高温预处理;
5、步骤3:将预处理后的工业级氢氧化镁细粉加入含有晶体生长调控剂的水溶液中进行水热反应,该调控剂采用硫酸铵;
6、步骤4:将步骤3获得的氢氧化镁浆液过滤、干燥得到低氯氢氧化镁产品。
7、步骤2中,将工业级氢氧化镁原料置于马弗炉中进行预处理,控制条件为:预处理温度为300-800℃,预处理时间0.5-8h。
8、步骤3中,将预处理后的工业级氢氧化镁细粉加入硫酸铵与水的混合溶液中进行水热反应的控制条件为:硫酸铵浓度为0.1-0.5mol/l,氢氧化镁固含量为5-30%(质量),水热反应时间为2-8h,水热反应温度为100-220℃。
9、步骤1中的工业级氢氧化镁细粉是基于盐湖镁资源水氯镁石,通过卤水-氨-石灰联合法制备,其中氯含量为0.4-0.6%(质量含量,粒径d505-6μm,氧化钙含量≤0.05%,氯根含量0.4%-0.6%)。
10、作为优选,步骤2中的预处理温度为400-600℃,预处理时间2-3h。
11、作为优选,步骤3中,硫酸铵浓度为0.2-0.3mol/l,氢氧化镁固含量为10-20%(质量),水热反应时间为4-6h,水热反应温度为120-180℃。
12、步骤4中,干燥温度为60-80℃,得到的低氯氢氧化镁产品的氯离子含量最低为0.0043wt%。
13、本发明采用氢氧化镁预处理及晶体生长调控相结合的方式,大幅降低了氢氧化镁中氯离子含量,氯离子含量可以低至0.0043wt%,实现了远低于《工业氢氧化镁》国家标准(gb/t 3607-2007)高品质氢氧化镁中氯离子的含量的要求,解决了目前工业级氢氧化镁氯含量不达标及下游高端镁材应用受限的痛点。
14、同时,硫酸铵在溶液中会解离出铵离子(nh4+),增强了溶液的离子强度,与氧化镁表面的羟基(oh-)发生反应,加速氧化镁溶解,同时so42-可降低溶液的ph,进一步促进氧化镁水化,水化后的mg2+与oh-再结晶形成氢氧化镁沉淀,加之水热条件控制氢氧化镁再结晶,得到了低氯高纯度的氢氧化镁产品;此过程工艺条件温和,对设备和操作的要求较低;无需传统除氯工艺中的球磨和多段煅烧的高能耗操作单元,工艺绿色节能。如此,可将整个工艺成本降低至传统工艺的50-60%。
1.一种降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:按以下步骤进行:
2.根据权利要求1所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤2中,将工业级氢氧化镁原料置于马弗炉中进行预处理,控制条件为:预处理温度为300-800℃,预处理时间0.5-8h。
3.根据权利要求1所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤3中,将预处理后的工业级氢氧化镁细粉加入硫酸铵与水的混合溶液中进行水热反应的控制条件为:硫酸铵浓度为0.1-0.5mol/l,氢氧化镁固含量为5-30%,水热反应时间为2-8h,水热反应温度为100-220℃。
4.根据权利要求1所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤1中的工业级氢氧化镁细粉是基于盐湖镁资源水氯镁石,通过卤水-氨-石灰联合法制备,其中氯含量为0.4-0.6%。
5.根据权利要求2所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤2中的预处理温度为400-600℃,预处理时间2-3h。
6.根据权利要求3所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤3中,硫酸铵浓度为0.2-0.3mol/l,氢氧化镁固含量为10-20%,水热反应时间为4-6h,水热反应温度为120-180℃。
7.根据权利要求1所述的降低工业级氢氧化镁氯离子含量的方法,其特征在于:步骤4中,干燥温度为60-80℃,得到的低氯氢氧化镁产品的氯离子含量最低为0.0043wt%。
