一、氧化鎂的生產(chǎn)方法有哪些
1、雙減碳化法
為了提高氧化鎂的提取率,并降低產(chǎn)品能耗。提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加產(chǎn)品品種,雙減法碳化工藝主要是改變了碳化條件,減去了高能耗的生產(chǎn)過程。將凈化過的石灰乳液在特定條件下進(jìn)行碳化反應(yīng),使80—90%的MgO被溶解,并生成含MgO 20~30克/升的碳酸輕鎂過飽和溶液。經(jīng)快速壓濾,在特定條件下使碳酸輕鎂飽和溶液在20~30度下解析出堿式碳酸鎂。此堿式碳酸鎂濾餅含水分只有50—60%。經(jīng)煅燒得輕質(zhì)氧化鎂產(chǎn)品。
該工藝特點:
(1)氧化鎂的提取率增高了20-30%。
(2)減去了壓縮和熱解過程,降低了堿式碳酸鎂濾餅水分含量25-30%。
因此每噸輕質(zhì)氧化鎂產(chǎn)品煤耗降低75%,電耗降低65%。
2、氣相法
將高純度金屬鎂和氧反應(yīng)生成晶核,然后使顆粒繼續(xù)成長,制得高純度微粉氧化鎂。含氧化鎂80%(重量)以上的粗原料用無機酸(硫酸、鹽酸、硝酸)以摩爾比1:2的比例進(jìn)行溶解,制成無機酸的鎂鹽。精制除去其中雜質(zhì),于氧氣氣氛下進(jìn)行加壓加熱處理,再經(jīng)水洗、脫水、干燥,于1100℃加熱1h,制得高純度氧化鎂。
氫氧化鎂煅燒法:以除雜凈化的硫酸鎂溶液為原料,以純氨水為沉淀劑加入鎂液中沉淀出Mg(OH)2,經(jīng)板框壓濾機進(jìn)行固液分離,濾餅經(jīng)洗滌得高純度Mg(OH)2,再經(jīng)烘干、煅燒制得高純氧化鎂。
煅燒法苦土粉經(jīng)過水選,除去雜質(zhì)后沉淀成鎂泥漿,然后通過消化、烘干、煅燒,使氫氧化鎂脫水生成氧化鎂:
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(jìn)行煅燒,再經(jīng)冷卻、篩分、粉碎,制得輕燒氧化鎂。
純堿法先將苦鹵加水稀釋至20°Be左右加入反應(yīng)器,在攪拌下徐徐加入20°Be左右的純堿澄清溶液,于55℃左右進(jìn)行反應(yīng),生成重質(zhì)碳酸鎂,經(jīng)漂洗、離心分離,在700~900℃進(jìn)行焙燒,經(jīng)粉碎、風(fēng)選,制得輕質(zhì)氧化鎂產(chǎn)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(jīng)煅燒、消化、碳化后得到堿式碳酸鎂,再經(jīng)熱分解、煅燒、粉碎、風(fēng)選,即得輕質(zhì)氧化鎂。
5、碳銨法
碳銨法將海水制鹽后的母液(鎂離子含量在50g/L左右)除去雜質(zhì)后與碳酸氫銨按適宜的比例混合,進(jìn)行沉淀反應(yīng),再經(jīng)離心脫水、烘干、煅燒、粉碎分級、包裝,即得輕質(zhì)氧化鎂成品:
5MgCl2 10NH4HCO3 H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O 10NH4CI 6CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO 4CO2 6H2O
6、碳酸化法
采用白云石或菱鎂礦,經(jīng)煅燒、加水消化、碳酸化、煅燒、粉碎,即可制得活性氧化鎂。鹵水白云石灰法以海水或鹵水為原料與石灰或白云灰發(fā)生沉淀反應(yīng),將得到的氫氧化鎂沉淀進(jìn)行過濾、干燥、煅燒,制得活性氧化鎂??嗤练?硫酸-碳銨法將苦土粉等含鎂原料與硫酸反應(yīng),生成硫酸鎂溶液,其MgO H2SO4→MgSO4 H2O硫酸鎂溶液與碳酸氫銨反應(yīng),生成碳酸鎂沉淀,其MgSO4 NH4HCO3 NH3→MgCO3↓ (NH4)2SO4然后沉淀物經(jīng)過濾分離、洗滌、烘干、煅燒、粉碎,制得活性氧化鎂。
7、燒結(jié)法
以電熔鎂塊為原料。經(jīng)選料、破碎、篩分后與一定比例的液態(tài)二氧化鈦進(jìn)行充分混合,再經(jīng)水洗、烘干和燒結(jié),篩選出粒徑為40~150,即為成品高溫電工級氧化鎂。
8、鹵水碳銨法
采用鹵水與碳酸氫銨反應(yīng),生成堿式碳酸鎂,然后進(jìn)行陳化、洗滌、脫水、干燥、煅燒,經(jīng)粉碎后再凈化、熱處理,制得硅鋼級氧化鎂。
9、電熔法
以高純氧化鎂為原料,經(jīng)電熔制得成品。
10、鹽酸法
將生產(chǎn)重質(zhì)氧化鎂的下腳料送入反應(yīng)器,加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng),生成六水氯化鎂,再加入碳酸鈉進(jìn)行反應(yīng),生成堿式碳酸鎂,用水洗滌,將堿式碳酸鎂在高溫煅燒,冷卻后粉碎,制得磁性氧化鎂。
二、氧化鎂怎么還原成金屬鎂
氧化鎂還原成金屬鎂的過程主要采用的是熱還原法,這是一種在高溫下使用還原劑將氧化鎂還原為金屬鎂的冶煉方法。
1、原材料準(zhǔn)備
(1)原料:氧化鎂(MgO),通常是通過電化學(xué)法或燒結(jié)法制備得到的粉末狀物質(zhì)。
(2)還原劑:常用的還原劑包括硅鐵、木炭、煤炭、焦炭等。其中,硅鐵是一種常用的還原劑,它能夠有效地將氧化鎂還原成金屬鎂。
2、預(yù)處理
(1)氧化鎂粉末中常含有一定的雜質(zhì),如氧化鐵、氧化鈦等。為了減少雜質(zhì)對產(chǎn)物的影響,需要對氧化鎂粉末進(jìn)行預(yù)處理。
(2)預(yù)處理的方法有酸洗、堿洗和熱處理等。其中,酸洗是常用的方法,可以有效地去除表面的雜質(zhì)。
3、還原反應(yīng)
(1)將預(yù)處理后的氧化鎂粉末與還原劑一起放入反應(yīng)爐中,進(jìn)行還原反應(yīng)。
(2)反應(yīng)一般在高溫下進(jìn)行,溫度范圍通常為600-800℃,但在某些特定的熱還原法煉鎂方法中,如波爾扎諾法,反應(yīng)溫度可能達(dá)到2273-2573K。
(3)反應(yīng)條件需要確保在真空或特定的氣體氛圍下進(jìn)行,以提高反應(yīng)效率和減少雜質(zhì)的影響。
4、冷卻與分離
(1)還原反應(yīng)完成后,需要對產(chǎn)物進(jìn)行冷卻。冷卻一般采用自然冷卻的方法,同時也可以通過加入惰性氣體進(jìn)行冷卻。
(2)冷卻后,需要將金屬鎂與殘余的還原劑進(jìn)行分離。分離的方法有機械分離和物理分離等,一般采用振動篩進(jìn)行分離。
5、精煉
通過精煉可以得到高純度的金屬鎂。精煉的方法有真空蒸餾、電解精煉和氣體冷卻等。其中,真空蒸餾是常用的精煉方法,可以去除金屬鎂中的氣體和雜質(zhì)。
6、后處理
后處理包括干燥、包裝和儲存等步驟。干燥是將產(chǎn)物中的水分蒸發(fā)掉,以防止產(chǎn)物吸濕變質(zhì)。包裝是將產(chǎn)物包裝成所需的形態(tài),方便儲存和運輸。儲存時需要注意防潮、防火等措施。
7、注意事項
(1)在整個生產(chǎn)過程中,需要實施嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,確保每一步操作都符合標(biāo)準(zhǔn),以減少不必要的損失和污染。
(2)考慮到環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求,應(yīng)選擇環(huán)境友好型的生產(chǎn)工藝和材料。
(3)定期對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和升級,以確保其高效運行,減少故障和停機時間。
(4)對操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),確保他們具備足夠的技能和知識來操作設(shè)備和監(jiān)控生產(chǎn)過程。
通過上述步驟,可以高效地將氧化鎂還原為金屬鎂,同時保證產(chǎn)物的質(zhì)量和純度。