一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法
【專利摘要】一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，它涉及無機化工領(lǐng)域。制備方法為：將海水及鹽湖鹵水通過過濾除去其中的固體懸浮雜質(zhì)得到濾液A；將濾液A與萃取劑R混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑R1和溶液B；以有機胺C為沉淀劑,加入濾液B中，得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)洗滌、干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；濾液D與石灰固體或漿體混合，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E；將漿體E過濾，得到濾液F和濾渣F；將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；將含硼萃取劑R1用反萃劑將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸，將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂；本發(fā)明大大的降低了能耗，節(jié)約了成本。
【專利說明】一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及無機化工領(lǐng)域，具體涉及一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
鎂鹽是重要的無機原料，氫氧化鎂和氧化鎂是其中最主要的產(chǎn)品，氫氧化鎂主要用于工業(yè)含酸廢水處理；工業(yè)重金屬離子脫除；煙氣脫硫；印染水脫色；阻燃劑；其它鎂鹽生產(chǎn)原料。特別是阻燃劑用氫氧化鎂，發(fā)展空間較大。
[0003]世界上含鎂的主要礦種有菱鎂礦(MgCO3)和溢晶石(CaCl2.2MgCl2.12H20)總儲量分別約120億噸和40億噸，其次地球上含鎂的主要礦物就是海水和鹽湖鹵水。我國的鹽湖鎂資源豐富，僅青海柴達木盆地的鎂資源就達27億噸。鉀肥生產(chǎn)中要產(chǎn)生大量的氯化鎂，如不能解決好利用和處理問題將會影響到鉀肥的正常生產(chǎn)，產(chǎn)生鎂害。
[0004]目前從海水及鹽湖鹵水中提取氫氧化鎂的方法主要有3種:1).石灰乳法；2).氨法；3).氫氧化鈉法。石灰乳法是利用鹵水和石灰乳直接反應(yīng)得到氫氧化鎂和氯化鈣，其優(yōu)點是原料易得，工藝簡單。缺點是過濾洗滌困難，產(chǎn)品質(zhì)量不高。適用于生產(chǎn)環(huán)保用氫氧化鎂。氨法是利用氨或氨水與鹵水反應(yīng)得到氫氧化鎂和氯化銨，再通過石灰苛化蒸氨，使氨循環(huán)使用。其優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量高，易于過濾和洗滌，缺點是成本較高，能耗高，氨易揮發(fā)造成環(huán)境影響。氫氧化鈉法是利用氫氧化鈉和鹵水反應(yīng)生成氫氧化鎂，優(yōu)點是工藝簡單，成品質(zhì)量同氨法相當(dāng)，缺點是成本高，產(chǎn)品過濾性較差，一般不宜采用。所以采用一個新的經(jīng)濟合理工藝，利用海水及鹽湖鹵水提取高純氫氧化鎂，是解決鹽湖鉀肥生產(chǎn)和資源綜合利用瓶頸的關(guān)健。
[0005]有機胺，特別是能溶于水和微溶水的有機胺，在水溶液中能提供0H—，可以起到石灰，氨和氫氧化鈉一樣的作用。關(guān)于利用有機胺脫除煙氣中SO2,利用有機胺回收工業(yè)廢氣中的二氧化碳，以及利用有機胺制堿等，在眾多的文獻和專利中均有報到。說明利用有機胺的堿度來沉淀金屬是完全可行的。但其專利中所描述的有機胺在水溶液中的溶解度都比較大，所以回收有機胺還是只能通過萃取，蒸餾等方式回收，能耗較大。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，它能改變以往海水及鹽湖齒水提取氫氧化鎂工藝，利用一部份有機胺在高堿度情況下微溶于水，在低堿度情況下能與一價無機酸根離子形成可溶鹽的特性，實現(xiàn)了有機胺在常溫狀態(tài)下的循環(huán)使用，減少了胺的蒸餾步驟，同時還能常溫狀態(tài)下沉淀鎂，且過濾性能良好，產(chǎn)品質(zhì)量好，大大的降低了能耗，節(jié)約了成本。
[0007]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:
1)、將海水及鹽湖齒水通過過濾除去其中的固體懸浮雜質(zhì)得到濾液A；
2)、將濾液A與萃取劑R混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
3)、 以有機胺C為沉淀劑，加入濾液B中，在5°C~100°C條件下反應(yīng)10-180分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)洗滌、干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；
4)、濾液D與石灰固體或漿體混合，在5°C^lOO °C條件下反應(yīng)10-180分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體Ε。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程;
5)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，渣棄；
6)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
7)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
8 )、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂。
[0008]所述的有機胺為二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、環(huán)己胺、乙二胺，十二胺中的一種或任意幾種的混合。
[0009]所述的的萃取劑R為對叔丁基鄰苯二酚。
[0010]所述的反萃劑R為鹽酸、硫酸、硝酸的任意一種或任意幾種的混合。
[0011]所述的沉鎂有機胺的加入量，與海水及鹽湖鹵水原料中的鎂離子的摩爾比為I~3:1。
[0012]所述的石灰固體或漿體的加入量為，以其中有效氫氧化鈣與有機胺的摩爾比為0.6~1:1。
[0013]所述的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂的煅燒溫度為40(T100(rC，煅燒時間為10-90分鐘。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
1)工藝流程簡單投資??；
2)有機胺與溶液可以利用密度不同通過分相的方法分離，實現(xiàn)循環(huán)利用；
3)同傳統(tǒng)的海鹵水和鹽鹵水石灰乳法生產(chǎn)氫氧化鎂相比，在同樣能保證收率的情況下，具有廣品純度聞的優(yōu)點；
4)同海鹵水和鹽鹵水氨法生產(chǎn)氫氧化鎂相比，在同樣能保證產(chǎn)品純度高，過濾洗滌好的優(yōu)點的情況下，具有收率高且減少了蒸氨過程，能耗低的優(yōu)點。同時也避免了氨揮發(fā)對環(huán)境的污染；
5 )同海鹵水和鹽鹵水氫氧化鈉法生產(chǎn)氧化鎂相比,具有明顯的成本優(yōu)勢。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0016]【具體實施方式】:
參看圖1，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:
1)、將海水及鹽湖齒水通過過濾除去其中的固體懸浮雜質(zhì)得到濾液A；
2)、將濾液A與萃取劑R混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
3)、以有機胺C為沉淀劑，加入濾液B中，在5°C~100°C條件下反應(yīng)10-180分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)洗滌、干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品； 4)、濾液D與石灰固體或漿體混合，在5°C^lOO °C條件下反應(yīng)10-180分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體Ε。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程;
5)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，渣棄；
6)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
7)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
8 )、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂。
[0017]所述的有機胺為二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、環(huán)己胺、乙二胺，十二胺中的一種或任意幾種的混合。
[0018]所述的的萃取劑R為對叔丁基鄰苯二酚。
[0019]所述的反萃劑R為鹽酸、硫酸、硝酸的任意一種或任意幾種的混合。
[0020]所述的沉鎂有機胺的加入量，與海水及鹽湖鹵水原料中的鎂離子的摩爾比為I~3:1。
[0021]所述的石灰固體或漿體的加入量為，以其中有效氫氧化鈣與有機胺的摩爾比為
0.6~1:1。
[0022]所述的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂的煅燒溫度為40(T100(rC，煅燒時間為10~90分鐘。
[0023]本【具體實施方式】所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
MgCl2+2RN.0H — Mg (OH) 2+2RN.Cl
2RN.Cl+Ca (OH)2 — 2RN.0H+CaCl2
Mg (OH) 2 — Mg0+H20
其中RN.0H為有機胺。
[0024]實施例1:
本實施例所使用的原料有I).濾液A—份(取濾液A中鎂的摩爾量為I摩爾);2)萃取劑R —份(取萃取劑的摩爾量為1.5摩爾);3).反萃劑為鹽酸一份(取鹽酸的摩爾量為3摩爾);4).有機胺C為二丁胺一份(取二丁胺的摩爾量為2摩爾);5).石灰一份(有效氫氧化鈣的摩爾量為I摩爾)
1)、首先將濾液A—份與萃取劑R—份混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
2)、以有機胺C一份為沉淀劑，加入濾液B中，在30 °C條件下反應(yīng)60分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)渣重2倍體積的純水逆流洗滌、洗水并入濾液D，濾渣于200°C干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；
3)、濾液D與石灰一份混合，在30°C條件下反應(yīng)60分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程；
4)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，濾渣洗后渣
棄；
5)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
6)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑鹽酸一份將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
7)、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)800°C煅燒30分鐘得到高純氧化鎂。[0025]經(jīng)上述步驟得到的氫氧化鎂的重量為53.9克，純度為99%，直收率為92%，煅燒所得氧化鎂為37.1克，純度為99%。
[0026]所得氫氧化鎂掃描電鏡圖暗示，氫氧化鎂呈片狀，粒度分布集中，在0.2~4um之間。比表面積為70m2/g。
[0027]實施例二:
本實施例所使用的原料有I).濾液A—份(取濾液A中鎂的摩爾量為I摩爾);2)萃取劑R —份(取萃取劑的摩爾量為1.5摩爾);3).反萃劑為鹽酸一份(取鹽酸的摩爾量為3摩爾);4).有機胺C為二丁胺和二己胺一份(取二丁胺的摩爾量為I摩爾，取二己胺的摩爾量為I摩爾)；5).石灰一份(有效氫氧化1丐的摩爾量為1.5摩爾)
1)、首先將濾液A—份與萃取劑R—份混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
2)、以有機胺C一份為沉淀劑，加入濾液B中，在50 °C條件下反應(yīng)90分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)渣重2倍體積的純水逆流洗滌、洗水并入濾液D，濾渣于200°C干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；
3)、濾液D與石灰一份混合，在50°C條件下反應(yīng)90分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程；
4)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，濾渣洗后渣
棄；
5)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
6)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑鹽酸一份將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
7)、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)800°C煅燒30分鐘得到高純氧化鎂。
[0028]經(jīng)上述步驟得到的氫氧化鎂的重量為54.5克，純度為99%，直收率為93%，煅燒所得氧化鎂為37.5克，純度為99.1%。
[0029]實施例三
本實施例所使用的原料有I).濾液A—份(取濾液A中鎂的摩爾量為I摩爾);2)萃取劑R —份(取萃取劑的摩爾量為1.5摩爾)；3).反萃劑為硫酸一份(取硫酸的摩爾量為1.5摩爾)；4).有機胺C為二丙胺，二丁胺和二己胺一份(取二丙胺的摩爾量為I摩爾，取二丁胺的摩爾量為I摩爾，取二己胺的摩爾量為I摩爾，);5).石灰一份(有效氫氧化鈣的摩爾量為2摩爾)
1)、首先將濾液A—份與萃取劑R —份混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
2)、以有機胺C一份為沉淀劑，加入濾液B中，在70 °C條件下反應(yīng)60分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)渣重2倍體積的純水逆流洗滌、洗水并入濾液D，濾渣于200°C干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；
3)、濾液D與石灰一份混合，在70°C條件下反應(yīng)60分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程；
4)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，濾渣洗后渣
棄；5)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
6)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑硫酸一份將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
7)、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)800°C煅燒30分鐘得到高純氧化鎂。
[0030]經(jīng)上述步驟得到的氫氧化鎂的重量為54.8克，純度為99%，直收率為93.6%，煅燒所得氧化鎂為37.8克，純度為99%。
[0031]實施例四
本實施例所使用的原料有I).濾液A—份(取濾液A中鎂的摩爾量為I摩爾);2)萃取劑R —份(取萃取劑的摩爾量為1.5摩爾);3).反萃劑為鹽酸一份(取鹽酸的摩爾量為3摩爾);4).有機胺C為二戊胺一份(取二戊胺的摩爾量為2摩爾);5).石灰一份(有效氫氧化鈣的摩爾量為I摩爾)
1)、首先將濾液A—份與萃取劑R—份混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ；
2)、以有機胺C一份為沉淀劑，加入濾液B中，在50 °C條件下反應(yīng)10分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)渣重2倍體積的純水逆流洗滌、洗水并入濾液D，濾渣于200°C干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品；
3)、濾液D與石灰一份混合，在50°C條件下反應(yīng)10分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E。通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程；
4)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，濾渣洗后渣
棄；
5)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體；
6)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑鹽酸一份將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸。萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用；
7)、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)800°C煅燒30分鐘得到高純氧化鎂。
[0032] 經(jīng)上述步驟得到的氫氧化鎂的重量為52.7克，純度為99%，直收率為90%，煅燒所得氧化鎂為36.3克，純度為99%。
【權(quán)利要求】
1.一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于它的制備方法為: 1)、將海水及鹽湖鹵水通過過濾除去其中的固體懸浮雜質(zhì)得到濾液A； 2)、將濾液A與萃取劑R混合，將濾液A中的硼萃入萃取劑中；得到含硼萃取劑Rl和溶液B ； 3)、以有機胺C為沉淀劑，加入濾液B中，在5°C~100°C條件下反應(yīng)10-180分鐘，并將其過濾、得濾渣D和濾液D，濾渣D經(jīng)洗滌、干燥得到高純氫氧化鎂產(chǎn)品； 4)、濾液D與石灰固體或漿體混合，在5°C~100°C條件下反應(yīng)10-180分鐘，得到浮于液體上部的有機胺C，和下部的漿體E ;通過分相分出有機胺C，有機胺C進入下一循環(huán)過程; 5)、將漿體E過濾，洗滌，得到濾液F和濾渣F，濾渣F為少量石灰中雜質(zhì)，渣棄； 6)、將濾液F進行蒸發(fā)濃縮，得到氯化鈣晶體； 7)、將含硼萃取劑Rl用反萃劑將硼反萃至反萃液中，濃縮冷卻提取硼酸；萃取劑用堿進行再生循環(huán)使用； 8 )、將得到的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的有機胺為二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、環(huán)己胺、乙二胺，十二胺中的一種或任意幾種的混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的的萃取劑R為對叔丁基鄰苯二酚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的反萃劑R為鹽酸、硫酸、硝酸的任意一種或任意幾種的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的沉鎂有機胺的加入量，與海水及鹽湖鹵水原料中的鎂離子的摩爾比為廣3:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的石灰固體或漿體的加入量為，以其中有效氫氧化鈣與有機胺的摩爾比為0.6~1:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的一種以海水及鹽湖鹵水為原料制備高純氧化鎂的方法，其特征在于所述的高純氫氧化鎂經(jīng)煅燒得到高純氧化鎂的煅燒溫度為40(Ti00(rc，煅燒時間為10~90分鐘。
【文檔編號】C01F5/20GK103896312SQ201210588132
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】張芃, 黃一峰, 高波, 張洪銘, 潘高, 張平 申請人:江西江鋰科技有限公司