一種無(wú)水氯化鎂的制備方法
【專利摘要】一種無(wú)水氯化鎂的制備方法如下：本發(fā)明以六水氯化鎂為原料，利用微波輔助技術(shù)在700～900w功率下處理5～10min得到二水氯化鎂。將二水氯化鎂與丙三醇按照2∶3～1∶10的質(zhì)量比充分混合，再加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇，過(guò)3A分子篩(80～140g)脫出水份，再將過(guò)濾后溶液按照氨與氯化鎂的摩爾比7∶1～9∶1的比例通入氨氣，至固相充分析出，最后將析出的固體結(jié)晶置于微波爐中700～900w脫氨5～10min制得無(wú)水氯化鎂。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)水氯化鎂的制備方法
[0001] [0002]
1【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種無(wú)水氯化鎂的制備方法，具體地說(shuō)，涉及一種采用六水合氯化鎂為原料，經(jīng)微波輔助、分子篩技術(shù)制備無(wú)水氯化鎂的方法。采用本方法生產(chǎn)的無(wú)水氯化鎂可以直接用于電解法生產(chǎn)金屬鎂。
2【背景技術(shù)】
[0004]金屬鎂在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。全世界70%以上的金屬鎂是以高純氯化鎂為原料，通過(guò)電解法制得，而無(wú)水氯化鎂的制備方法則是電解法生產(chǎn)鎂的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005]我國(guó)青海等地鹽湖氯化鉀的生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量六水合氯化鎂副產(chǎn)物，是理想的電解法生產(chǎn)鎂的潛在原料。一定溫度下，六水合氯化鎂前4個(gè)結(jié)晶水容易失去，但傳統(tǒng)的加熱脫水過(guò)程耗能大，且耗時(shí)長(zhǎng)。隨著溫度的升高，最后2個(gè)結(jié)晶水的失去容易發(fā)生水解反應(yīng)，不利于無(wú)水氯化鎂的制備。因此，無(wú)法通過(guò)直接加熱獲得電解法生產(chǎn)鎂所需的無(wú)水氯化鎂。目前，無(wú)水氯化鎂的制備主要有以下4種方法:
[0006](I)六水氯化鎂在氯化氫氣體保護(hù)下加熱脫水生產(chǎn)無(wú)水氯化鎂。鹽湖氯化鉀生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)品氯化鎂，經(jīng)除雜、分離、純化，在氯化氫氣環(huán)境中加熱脫去結(jié)晶水，可得無(wú)水氯化鎂。氯化氫可以抑制二水氯化鎂的水解，但其腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高。
[0007](2)復(fù)鹽法制備無(wú)水氯化鎂。水氯鎂石與氯化銨作用生成氨光鹵石，經(jīng)脫水、脫氨得到無(wú)水氯化鎂。該方法可以抑制氯化鎂的水解，但反應(yīng)中的氯化銨回收較為困難，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，大量的技術(shù)問(wèn)題有待完善。
[0008](3)氨化法制備無(wú)水氯化鎂。該方法一般以小分子醇類為介質(zhì)，制備氯化鎂的有機(jī)溶液，再通入氨氣或液氨，得到六氨氯化鎂晶體，最后通過(guò)洗滌、煅燒最終得到無(wú)水氯化鎂。反應(yīng)過(guò)程中條件溫和，無(wú)有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生。但該方法的單位產(chǎn)品脫水能耗較高，且有機(jī)介質(zhì)循環(huán)消耗量大。
[0009]以氨法生產(chǎn)無(wú)水氯化鎂的專利技術(shù)主要有以下幾種:
[0010](I)以水為反應(yīng)介質(zhì)
[0011]專利US.3092450及US.4228144對(duì)該制備方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明:將氯化鎂和氯化銨的水合增加一些這方面的專利文獻(xiàn)的綜述。)溶液加入到含有氨的水溶液里，低溫條件下得到六氨氯化鎂沉淀，并用甲醇對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，經(jīng)加熱分解得無(wú)水氯化鎂。該方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率低，能耗大等。
[0012](2)以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)。
[0013]專利US2381995提出該方法以后，已有不少專利對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)。以專利CNl 156398為例，該專利采用一些低碳醇的混合物為溶劑，制備低碳醇氯化鎂溶液，通入氨氣反應(yīng)后得六氨氯化鎂結(jié)晶，再將結(jié)晶置于400-800°C環(huán)境焙燒脫氨，最終得到無(wú)水氯化鎂。反應(yīng)過(guò)程中的氨及低碳醇得到循環(huán)利用。但該方法中低碳醇氯化鎂溶液中的水仍然難以分離,且氯化鎂產(chǎn)率不高,生產(chǎn)成本高。
3
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]本發(fā)明的目的在于針對(duì)氨法制備無(wú)水氯化鎂過(guò)程中，六水氯化鎂初始脫水能耗高的問(wèn)題，采用微波技術(shù)對(duì)六水氯化鎂進(jìn)行處理，節(jié)省能源，縮短反應(yīng)時(shí)間，并采用分子篩分離脫水技術(shù)對(duì)低碳醇氯化鎂溶液的脫水技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0016]用電子天平稱取5g的MgCl2.6H20于瓷質(zhì)方舟中均勻平鋪，放入微波爐內(nèi)，在700~900w微波功率下處理5~lOmin，脫除大部分水得到3.56g含2~4個(gè)結(jié)晶水的粉體。將經(jīng)過(guò)微波處理過(guò)的粉體在常溫下與丙三醇按2: 3~1: 10的質(zhì)量比混合均勻，并加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇稀釋，過(guò)裝有3A分子篩(80~140g)的吸附塔脫除溶解液中的水，制得無(wú)水低碳醇氯化鎂溶液。按照氨與氯化鎂的摩爾比7:1~9:1的比例向無(wú)水低碳醇氯化鎂溶液鼓入氨氣，至固相充分析出。將析出的固體使用微波加熱在700~900w微波功率下處理5~lOmin，脫氨最終制得無(wú)水氯化鎂，純度達(dá)到99%以上。反應(yīng)過(guò)程中，氨氣、洗滌劑及結(jié)晶母液可循環(huán)使用。
[0017]本發(fā)明將已經(jīng)成熟運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的微波輔助技術(shù)引入到六水合氯化鎂的脫水及銨合氯化鎂的脫氨階段，顯著降低了能耗，節(jié)約了無(wú)水氯化鎂的生產(chǎn)成本，制得的無(wú)水氯化鎂純度符合電解鎂工藝要求。
[0018]本方法與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有的創(chuàng)新點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是:
[0019]①本發(fā)明以鹽湖中的六水合氯化鎂為原料，使用微波輔助技術(shù)，在700w功率下加熱IOmin進(jìn)行初步脫水。與傳統(tǒng)的加熱脫水技術(shù)相比微波輔助加熱將電磁能直接轉(zhuǎn)化為分子的熱能，物體內(nèi)外升溫同步進(jìn)行，利于水份的增發(fā)擴(kuò)散，降低了脫水時(shí)間，且能耗較低，較為環(huán)保。
[0020]②采用分子篩分離濃縮技術(shù)，使水與無(wú)水低碳醇氯化鎂完全分離，徹底解決了造成氯化鎂水解的問(wèn)題，從而使銨合氯化鎂產(chǎn)物更純凈，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
4【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1
[0022](I)六水氯化鎂的初始脫水:稱取5g六水氯化鎂于瓷質(zhì)方舟中均勻平鋪，放入微波爐內(nèi)，在700w功率下處理IOmin。
[0023](2)常溫條件下，將第一步中處理得到的粉體與丙三醇按2: 3的質(zhì)量比混合均勻，制得丙三醇氯化鎂溶液。
[0024](3)加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇到第二步得到的溶液中，過(guò)3A分子篩(100g)，除去溶液中的水得到無(wú)水低碳醇氯化鎂溶液。
[0025](4)在15~16°C的反應(yīng)溫度下，向經(jīng)過(guò)第三步處理的溶液中按氨與氯化鎂的摩爾比9: I的比例通入氨氣，至固相結(jié)晶充分析出。
[0026](5)將第四步得到的結(jié)晶置于微波爐中，在700w功率下處理IOmin得到白色粉末
無(wú)水氯化鎂。[0027]實(shí)施例2
[0028] (I)六水氯化鎂的初始脫水:稱取5g六水氯化鎂于瓷質(zhì)方舟中均勻平鋪，放入微波爐內(nèi)，在600w功率下處理30min。
[0029](2)常溫條件下，將第一步中處理得到的粉體與丙三醇按1: 5的質(zhì)量比混合均勻，制得丙三醇氯化鎂溶液。
[0030](3)加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇到第二步得到的溶液中，過(guò)3A分子篩(120g)，除去溶液中的水得到無(wú)水低碳醇氯化鎂溶液。
[0031](4)在15~16°C的反應(yīng)溫度下，向經(jīng)過(guò)第三步處理的溶液中按氨與氯化鎂的摩爾比8: I的比例通入氨氣，至固相結(jié)晶充分析出。
[0032](5)將第四步得到的結(jié)晶置于微波爐中，在600w功率下處理30min得到白色粉末無(wú)水氯化鎂。
[0033]實(shí)施例3
[0034](I)六水氯化鎂的初始脫水:稱取5g六水氯化鎂于瓷質(zhì)方舟中均勻平鋪，放入微波爐內(nèi)，在900w功率下處理5min。
[0035](2)常溫條件下，將第一步中處理得到的粉體與丙三醇按1: 10的質(zhì)量比混合均勻，制得丙三醇氯化鎂溶液。
[0036](3)加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇到第二步得到的溶液中，過(guò)3A分子篩(140g)，除去溶液中的水得到無(wú)水低碳醇氯化鎂溶液。
[0037](4)在15~16°C的反應(yīng)溫度下，向經(jīng)過(guò)第三步處理的溶液中按氨與氯化鎂的摩爾比7: I的比例通入氨氣，至固相結(jié)晶充分析出。
[0038](5)將第四步得到的結(jié)晶置于微波爐中，在900w功率下處理IOmin得到白色粉末
無(wú)水氯化鎂。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)水氯化鎂的制備方法，主要包括微波輔助技術(shù)進(jìn)行六水合氯化鎂的初步脫水、低碳醇氯化鎂溶液的制備、低碳醇氯化鎂溶液的脫水、六氨氯化鎂結(jié)晶制備、無(wú)水氯化鎂的制備。
2.如權(quán)利I中的微波處理六水氯化鎂脫水，保證微波功率為700~900w，脫水5~IOmin0
3.如權(quán)利I中的低碳醇氯化鎂溶液脫水過(guò)程，保證丙三醇與氯化鎂按3: 2~1: 10比例配制，加入與丙三醇相同質(zhì)量的甲醇，過(guò)3A分子篩(80~140g)脫水。
4.如權(quán)利I中六氨氯化 鎂結(jié)晶在700~900w功率下處理5~IOmin脫氨。
【文檔編號(hào)】C01F5/34GK103991886SQ201410245293
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】吳二威, 但建明, 洪成林, 馮濤濤, 王聰卓, 喬秀文 申請(qǐng)人:石河子大學(xué)