专利名称：利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，属于无机化工领域。
背景技术：
氢氧化镁是一种白色难溶粉末，广泛用于PE，PP, PVC, ABS, PS, HIPS, PA, PBT，不饱和聚酯，环氧树脂，橡胶，油漆的阻燃填充剂；在环保方面作为烟道气脱硫剂，可代替烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂；用作油品添加剂，起到防腐和脱硫作用；用于电子行业、医药、砂糖的精制；用于保温材料以及制造其它镁盐产品。目前利用轻烧白云石为原料制备氢氧化镁的报道有很多，工业化最成功的工艺是碳化法，其主要工艺是先制备重镁水，然后热解重镁水制备轻质碳酸镁，热解轻质碳酸镁制备氧化镁，氧化镁水化可得氢氧化镁，该工艺加工成本较高，工艺路线较长，此外还有利用铵盐先与氧化钙反应提取氧化钙并制备碳酸钙，剩余固体即为氧化镁，但该工艺所得氧化镁纯度较差。轻烧白云石作为一种氧化钙和氧化镁的混合物，如何实现廉价的钙镁分离成为一个关键问题。轻烧白云石在分离出氧化钙后可用酸制备无机可溶性镁盐溶液，目前，使用无机可溶性镁盐溶液制备氢氧化镁的制备方法主要有氢氧化钠法、氨碱法以及氧化钙法，氢氧化钠法成本高，过滤洗涤困难，氨碱法氨循环量大，能耗高且氨损失量大，氧化钙法同样也存在过滤洗涤困难的问题，无法制备高纯度氢氧化镁。尤其是作为一种性能优良的无机阻燃剂，氢氧化镁所占有的市场份额一直很低，其根本原因是生产成本高、工艺复杂，因此新型的合成方法与工艺路线为市场所迫切需求。有机胺作为一种碱在沉淀金属离子时与氢氧化钠、氢氧化钙和氨水等无机碱都是起提供OH-的作用，但有机胺价格较贵，因此工业上一般很少用于沉淀金属离子，除非有合理的回收有机胺的方法，1992年许振良等报道了《叔胺法制备碳酸盐的热力学》，提及了叔胺可吸收二氧化碳，此外，还有众多的文献和专利报道有机胺如二乙醇胺、三乙醇胺用于回收工业尾气中的二氧化碳。以上有机胺的利用是因为有机胺的挥发性比氨的要小，吸收二氧化碳时胺损失小，且有机胺均为水溶解度较大的胺，并可在水溶液中循环使用。
发明内容
本发明的目的提供一种利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其利用有机胺的水微溶性实现胺水分离，使胺能循环利用，有效降低了有机胺的使用成本。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于首先将硝酸镁或氯化镁配制成0. 1 4mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为10°C 100°C条件下反应0. 5 2小时，然后过滤，得滤渣A 和滤液A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A与轻烧白云石混合搅拌，在10°C 100°C条件反应0. 5 2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B和滤渣B ；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C和滤液C，滤渣C经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D和滤渣D，滤液D为无机可溶性镁盐溶液，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻， 在温度为10°c 100°C条件下反应0. 5 2小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。按上述方案，所述的轻烧白云石原料为含有氧化钙和氧化镁的混合物，氧化钙与镁元素的摩尔比在1.5 1 1之间。按上述方案，所述的的无机可溶性镁盐溶液为摩尔浓度为0. 1 4mol/L硝酸镁或氯化镁水溶液。其可由轻烧白云石原料制备。按上述方案，所述的有机胺在常压、10°C 100°C条件下为液体，在标准条件下，酸离解常数PKa = 10 11. 5。按上述方案，所述的有机胺为二正丁胺、二正戊胺、正己胺和二正己胺中的一种或任意几种的混合，有机胺的用量与轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2 2.4 1。按上述方案，所述的浓硫酸用量为其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为 1-1. 5 2。本方法工艺简单，操作方便，价格低廉，可制备出高纯度，且易过滤的氢氧化镁。本方法制备的氢氧化镁可用于化工、环保、食品、医疗等多个领域。本发明所使用的原料硝酸镁或氯化镁作为初始原料用于启动工艺循环，并需要补充循环过程中氯离子或硝酸根离子的损耗。本发明所涉及的化学反应方程式如下CaO · Mg0+2R3NHX — CaX2+2R3N (可分液)+H2CHMgOCaX2+H2S04 — CaSO4 丨 +2HXMg0+2HX = MgX2+H20MgX2+2R3N+2H20 — Mg (OH) 2 I +2R3NHX其中X = Cl—或NO3-, R = H,烃基，但R不能全部为H或烃基。将本发明所得的氢氧化镁加热失水即可得高纯氧化镁。本发明所提供的氢氧化镁的制备方法与传统方法相比，具有以下优点1)成本低，有机胺作为沉淀剂循环使用，同时胺循环量小，沉淀效率高，降低了生产原料成本；2) 能耗低，胺与溶液可以通过分液的方法分离，避免了氨碱法中的蒸氨操作，同时也避免了氨挥发对环境的污染；3)操作费用低，该方法用有机胺沉淀氢氧化镁，使氢氧化镁在生成时吸附一定的有机胺，从而具有疏水特性，在过滤时，过滤速度非常快，过滤速度大于0. OlL/ s ·πι2，且易洗涤，降低了工艺的操作费用。
图1为本发明的制备氢氧化镁的工艺流程框图2为实施例1所得的氢氧化镁的扫描电镜图，图上显示氢氧化镁为片状，粒径分布均勻，在0. 1-5 μ m之间。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。实施例1本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1 1，氧化钙与氧化镁使用的量均为lmol ;b.有机胺1份，有机胺为二正丁胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2. 1 1，使用有机胺的量为2. Imol ；c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量， 经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1 2，使用量为1.05mol;d.硝酸镁1份，所用的量为lmol。硝酸镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中硝酸根离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将硝酸镁配制成lmol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为20°C条件下反应0. 5小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即硝酸二丁胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在20°C条件反应2小时， 静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即硝酸钙溶液) 和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即硝酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即硝酸镁溶液) 和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1) 所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为20°C条件下反应0. 5小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁53. 3克，得率为90%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。图2为实施例1所得的氢氧化镁的扫描电镜图，图上显示氢氧化镁为片状，粒径分布均勻，在0. 1-5 μ m之间。实施例2本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.5 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.5mol、 lmol ；b.有机胺1份，有机胺为正己胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2.4 1，使用有机胺的量为2.4mol;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.5 2，使用量为 1. Smol ；d.硝酸镁1份，所用的量为lmol。硝酸镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中硝酸根离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将硝酸镁配制成4mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为70°C条件下反应2小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即硝酸正己胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在60°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即硝酸钙溶液) 和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即硝酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即硝酸镁溶液) 和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1) 所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为70°C条件下反应2小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁54克，得率为93%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例3本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.2 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.2mol、 Imol ；b.有机胺1份，有机胺为二正戊胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2.2 1，使用有机胺的量为2.2mol ;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.3 2，使用量为 1. 43mol ；d.硝酸镁1份，所用的量为lmol。硝酸镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中硝酸根离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将硝酸镁配制成0. lmol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为40°C条件下反应1小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即硝酸二正戊胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在30°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即硝酸钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即硝酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用； 3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即硝酸镁溶液)和滤渣D (即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为40°C条件下反应1小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁53克，得率为89%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例4本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.3 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.3mol、 Imol ；b.有机胺1份，有机胺为二正己胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2.3 1，使用有机胺的量为2.3mol ;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.2 2，使用量为 1. 38mol ；d.硝酸镁1份，所用的量为lmol。硝酸镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中硝酸根离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将硝酸镁配制成1. 5mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为65°C条件下反应0. 5小时，然后过滤，得滤渣A和滤液A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是 1)胺的还原将滤液A(即硝酸二正己胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在45°C条件反应 2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B(即硝酸钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C (即生石膏)和滤液C(即硝酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C 备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即硝酸镁溶液)和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备 将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为65°C条件下反应0. 5 小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁55克，得率为94%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例5本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1 1，氧化钙与氧化镁使用的量均为lmol ;b.有机胺1份，有机胺为二正丁胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2. 1 1，使用有机胺的量为2. Imol ；c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量， 经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1 2，使用量为1.05mol;d.氯化镁1份，所用的量为lmol。氯化镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中氯离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将氯化镁配制成0. 5mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为20°C条件下反应1小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即氯化二正丁胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在40°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即氯化钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即盐酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用； 3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即氯化镁溶液)和滤渣D (即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为20°C条件下反应1小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁54克，得率为91 %，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例6本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.5 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.5mol、 lmol ；b.有机胺1份，有机胺为正己胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2.4 1，使用有机胺的量为2.4mol;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.3 2，使用的量为1. 56mol ；d.氯化镁1份，所用的量为lmol。氯化镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中氯离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将氯化镁配制成0. lmol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为60°C条件下反应1小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即氯化正己胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在30°C条件反应2小时， 静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即氯化钙溶液) 和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即盐酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即氯化镁溶液) 和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1) 所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为60°C条件下反应1小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁53. 2克，得率为90%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例7本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.2 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.2mol、 Imol ；b.有机胺1份，有机胺为二正戊胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2. 2 1，使用有机胺的量为2.2mol ;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.3 2，使用的量为 1.43mol ；d.氯化镁1份，所用的量为lmol。氯化镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中氯离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将氯化镁配制成4mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为10°c条件下反应1. 5小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即氯化二正戊胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在50°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即氯化钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即盐酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用； 3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即氯化镁溶液)和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为10°C条件下反应1. 5小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁53. 1克，得率为90%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例8本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.3 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.3mol、Imol ；b.有机胺1份，有机胺为二正己胺，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2.3 1，使用有机胺的量为2.3mol ;c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1.2 2，使用的量为
1.38mol ； ；d.氯化镁1份，所用的量为Imol。氯化镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中氯离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将氯化镁配制成lmol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为80°C条件下反应0. 5小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即氯化二正己胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在50°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B (即氯化钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即盐酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用； 3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即氯化镁溶液)和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为80°C条件下反应0. 5小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁55克，得率为94%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。实施例9本发明所使用的原料有a.轻烧白云石原料1份，使用前测定原料中钙、镁离子含量，经测定氧化钙与镁元素的摩尔比在1.5 1，氧化钙与氧化镁使用的量分别为1.5mol、 Imol ；b.有机胺1份，有机胺为正己胺与二正己胺的混合物，混合比例为任意，1份有机胺的用量与1份轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2. 2 1，使用有机胺的量为
2.2mol ；c.硫酸，1份，使用前测定原料中硫酸根含量，经测定其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1. 5 2，使用量为1. 65mol ；d.硝酸镁1份，所用的量为lmol。硝酸镁作为初始原料用于启动工艺循环，并补充循环过程中硝酸根离子的损耗。本发明工艺循环的启动步骤为首先将硝酸镁配制成2mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为40°C条件下反应2小时，然后过滤，得滤渣A和滤液 A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A(即硝酸胺水溶液)与轻烧白云石混合搅拌，在10°C条件反应2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B(即硝酸钙溶液)和滤渣B(即氧化镁固体)；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C(即生石膏)和滤液C(即硝酸溶液)，滤渣经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D (即硝酸镁溶液) 和滤渣D(即轻烧白云石中的酸不溶物杂质)，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1) 所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为40°C条件下反应2小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。经上述步骤得氢氧化镁53. 9克，得率为91%，纯度为98%，加热失水可得高纯氧化镁。
权利要求
1.利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于首先将硝酸镁或氯化镁配制成 0. 1 4mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均勻，在温度为10°C 100°C条件下反应0. 5 2小时，然后过滤，得滤渣A和滤液A，滤渣A经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液A进入循环过程，所述的循环过程步骤是1)胺的还原将滤液A与轻烧白云石混合搅拌，在10°C 100°C条件反应0.5 2小时，静置分液，分离的有机胺备用，剩下的水相固液混合物经过滤，得到滤液B和滤渣B ；2)钙的分离将浓硫酸缓慢加入到滤液B中，搅拌，降温，然后过滤，得滤渣C和滤液C， 滤渣C经洗涤得生石膏，滤液C备用；3)无机可溶性镁盐溶液的制备将滤液C与滤渣B混合反应后，过滤，得滤液D和滤渣 D，滤液D为无机可溶性镁盐溶液，滤渣D丢弃；4)氢氧化镁的制备将步骤1)所分离得到的有机胺加入到滤液D中，搅拌均勻，在温度为10°C 100°C条件下反应0. 5 2小时，然后过滤，所得滤渣经洗涤和干燥得氢氧化镁粉体，所得滤液A重复用于步骤1)。
2.按权利要求1所述的利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于所述的轻烧白云石原料为含有氧化钙和氧化镁的混合物，氧化钙与镁元素的摩尔比在1.5 1 1之间。
3.按权利要求1或2所述的利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于所述的的无机可溶性镁盐溶液为摩尔浓度为0. 1 4mol/L硝酸镁或氯化镁水溶液。
4.按权利要求1或2所述的利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于所述的有机胺在常压、10°C 100°C条件下为液体，在标准条件下，酸离解常数pKa = 10 11. 5。
5.按权利要求1或2所述的利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于所述的有机胺为二正丁胺、二正戊胺、正己胺和二正己胺中的一种或任意几种的混合，有机胺的用量与轻烧白云石原料中所含镁元素量的摩尔比为2 2. 4 1。
6.按权利要求1或2所述的利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，其特征在于所述的浓硫酸用量为其硫酸根含量与循环过程中的有机胺的摩尔比为1-1.5 2。
全文摘要
本发明涉及一种利用轻烧白云石制备氢氧化镁的方法，首先将硝酸镁或氯化镁配制成0.1～4mol/L的溶液，然后将有机胺加入到溶液中，搅拌均匀，在温度为10℃～100℃条件下反应0.5～2小时，然后过滤，滤渣经洗涤和干燥得到氢氧化镁，滤液进入循环过程。本发明具有以下优点1)降低了生产原料成本；2)能耗低，胺与溶液可以通过分液的方法分离，避免了氨碱法中的蒸氨操作，同时也避免了氨挥发对环境的污染；3)操作费用低，用有机胺沉淀氢氧化镁，使氢氧化镁在生成时吸附一定的有机胺，从而具有疏水特性，在过滤时，过滤速度非常快，过滤速度大于0.01L/s·m2，且易洗涤，降低了工艺的操作费用。
文档编号C01F5/16GK102303879SQ20111021566
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者张勇, 李俊, 胡学雷, 陈周丹 申请人:武汉工程大学