专利名称：一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法
技术领域：
本发明涉及一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法。
技术背景白云岩是地球上重要的钙镁资源，在我国有着极其丰富的蕴藏量。但是目 前我国白云岩的开发利用程度很低，大部分矿山仅出售原矿。而在深加工方面， 用盐酸分解白云石制备轻质氧化镁和无水氯化钙是综合利用白云岩的主要途 径，目前还没有人尝试过从白云岩中直接制备碱式氯化镁。碱式氯化镁是一种重要的化工原料，可以用于制备纤维状氢氧化镁；采用 碱式氯化镁晶须作为热熔胶的填料，能有效地提高热熔胶的加工性能、180°剥离 强度等性能，特别是在低温下比以常用轻质碳酸钙为填料的热熔胶的使用性能 有较大提高。由于它的分子式中含有大量的水和氯，受热分解时能带走大量热 量，分解残留物兼有隔热和消烟作用，因此被广泛用作无机阻燃剂。阻燃剂是 钢铁构建的防火涂料、塑胶材料的防火填料以及电缆绝缘层防火填料的主要成 分之一，以碱式氯化镁晶须为填料的复合材料，其拉伸强度、冲击强度等力学 性能均高于以氢氧化镁或轻质碳酸钙为填料的复合材料。在材料中添加碱式氯 化镁晶须，其阻燃性能优于常用的阻燃剂氢氧化镁。目前其消费量随着国家工 业化程度和人民生活水平的提高而迅速增加。目前一般采用卣水-氨法制备碱式氯化镁，原料成本较高且工艺流程复杂。 本发明以白云岩为原材料，主要原料来源广泛，价格低廉，工艺流程简单，设 备投资少，是一种经济实用的制备碱式氯化镁的方法。 发明内容本发明的目的是提供一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法。 它包括如下步骤1) 将白云岩充分破碎，在800 100(TC炉中煅烧6 8小时，得到白云岩脱 去C02的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg,Ca)O;2) 在1升浓度为3 6 M的氯化镁溶液中，缓慢加入200 400克经过磨细 的煅烧产物，持续搅拌15 60分钟，在60-9(TC的水浴中反应2 4个小时，得到反应产物；3) 将反应产物隔绝空气室温老化4 12天；充分完全反应后，反应产物固 化为水泥状，洗涤，在90 150。C下烘干，在300 40(TC炉中煅烧2 5小时，得到碱式氯化镁。
所述的白云岩为天然产出岩石，其主要矿物成分为白云石，化学结构通式
为(Mg,Ca)C03。碱式氯化镁的化学结构通式为xMgOyMgCl2'nH20，其中x-l 10， y=l 3， n=10 21。氯化镁为MgCl2或MgCl2'6H20
本发明提出的从白云岩制备碱式氯化镁的方法大量使用了天然白云岩作为 原材料，主要原料来源广泛，价格低廉，制备工艺流程简单，设备投资少。和 现有的制备氢氧化镁的方法相比，生产工艺简化并大幅降低了原料成本和能源 消耗，而且在生产过程中排放很少，有利于环境保护。采用本发明制备的碱式 氯化镁作为阻燃剂，在性价比上明显优于目前市场上的水滑石和氧化锑阻燃剂。
近年来，由于室内装饰材料的广泛应用，合成材料本身的防火阻燃性能对 建筑物安全的重要性日益增强。在各类无机阻燃剂中，镁铝水滑石热稳定性好， 兼有阻燃、消烟、填充增强三种功能，是一种高效、无毒、低烟的优质阻燃剂， 但制备成本较高。本发明采用白云岩制备碱式氯化镁阻燃剂，具有更高效的阻 燃效果，而且在塑料材料的阻燃剂中应用效果更为显著。
具体实施例方式
近年来，各种无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑和水滑石等在各 方面的阻燃中得到了较为广泛的应用，它们具有阻燃效果好、无毒、无害价格 低廉等优点，但缺点是制备成本较高。
碱式氯化镁是一种性能优异的阻燃剂，最早由Sord等人在研究MgO和 MgCl2水溶液之间的化学反应时发现，其化学结构通式为xMgOyMgClynH20， 其中x=l 10， y=l 3, n=10 21。碱式氯化镁脱水分解的温度范围相当大， 在IO(TC就开始分解；随着温度的升高，其首先脱去结晶水，然后进一步脱去分 子内部的结构水，最终分解生成的氧化镁是性能极佳的耐火材料。
1) 将白云岩充分破碎，在800 100(TC炉中煅烧6 8小时，得到白云岩脱 去C02的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg，Ca)O;
2) 在1升浓度为3 6 M的氯化镁溶液中，缓慢加入200 400克经过磨细 的煅烧产物，持续搅拌15 60分钟，在60-90'C的水浴中反应2 4个小时，得 到反应产物；
3) 将反应产物隔绝空气室温老化4 12天；充分完全反应后，反应产物固 化为水泥状，洗涤，在90 150。C下烘干，在300 40(TC炉中煅烧2 5小时，
得到碱式氯化镁。
将碱式氯化镁进行适当的煅烧处理，使其在35(TC以上才开始分解，并放出结晶水及分子内部的结构水，这样就增大了阻燃剂的应用范围，可以用于尼龙
66、聚酰胺、PET及乙烯一四氟乙烯共聚物等的阻燃。
本发明制备的碱式氯化镁粉体受热时在低温段由于结晶水的失去而释放出 大量挥发份，高温段由于碱式氯化镁的分解而吸收大量的热量。两次热分解反 应都吸收了大量的热量，分别覆盖了低温段和高温段，拓宽了阻燃温度范围。 由于碱式氯化镁结构层中含有氯离子，在塑料阻燃剂的应用中，其阻燃性能比 传统的氢氧化镁和氢氧化铝阻燃剂更好。
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1:
1) 将白云岩充分破碎，在80(TC炉中煅烧6 8小时，得到白云岩脱去C02 的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg,Ca)O;
2) 在1升浓度为3 M的氯化镁溶液中，缓慢加入200克经过磨细的煅烧产 物，持续搅拌15分钟，在60-9(TC的水浴中反应2 4个小时，得到反应产物；
3) 将反应产物隔绝空气室温老化4天；充分完全反应后，反应产物固化为 水泥状，洗涤，在9(TC下烘干，在30(TC炉中煅烧2小时，得到碱式氯化镁。
1) 将白云岩充分破碎，在IOO(TC炉中煅烧8小时，得到白云岩脱去C02 的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg，Ca)O;
2) 在1升浓度为6M的氯化镁溶液中，缓慢加入400克经过磨细的煅烧产 物，持续搅拌60分钟，在9(TC的水浴中反应4个小时，得到反应产物；
3) 将反应产物隔绝空气室温老化12天；充分完全反应后，反应产物固化 为水泥状，洗涤，在15(TC下烘干，在40(TC炉中煅烧5小时，得到碱式氯化镁。
实施例3:
1) 将白云岩充分破碎，在90(TC炉中煅烧7小时，得到白云岩脱去C02的 煅烧产物，其化学结构通式为(Mg,Ca)O;
2) 在1升浓度为5 M的氯化镁溶液中，缓慢加入300克经过磨细的煅烧产 物，持续搅拌40分钟，在75X:的水浴中反应3个小时，得到反应产物；
3) 将反应产物隔绝空气室温老化7天；充分完全反应后，反应产物固化为 水泥状，洗涤，在120'C下烘干，在35(TC炉中煅烧3.5小时，得到碱式氯化镁。
权利要求
1. 一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法，其特征在于它的步骤如下1)将白云岩充分破碎，在800～1000℃炉中煅烧6～8小时，得到白云岩脱去CO2的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg，Ca)O；2)在1升浓度为3～6M的氯化镁溶液中，缓慢加入200～400克经过磨细的煅烧产物，持续搅拌15～60分钟，在60-90℃的水浴中反应2～4个小时，得到反应产物；3)将反应产物隔绝空气室温老化4～12天；充分完全反应后，反应产物固化为水泥状，洗涤，在90～150℃下烘干，在300～400℃炉中煅烧2～5小时，得到碱式氯化镁。
2. 根据权利要求l所述的一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法，其特征在 于所述的白云岩为天然产出岩石，其主要矿物成分为白云石，化学结构通式为 (Mg,Ca)C03。
3. 根据权利要求l所述的一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法，其特征在 于所述的碱式氯化镁的化学结构通式为xMgOyMgCl2'nH20，其中x=l 10， y=l 3， n=10 21。
4. 根据权利要求l所述的一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法，其特征在 于，所述的氯化镁为MgCl2或MgClf6H20。
全文摘要
本发明公开了一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法。它是一种以白云岩为原材料，制备碱式氯化镁粉体的方法。每个碱式氯化镁分子带有若干个结晶水，受热时在低温段由于结晶水的失去而释放出大量挥发份，高温段由于碱式氯化镁的分解而吸收大量的热量。两次热分解反应都吸收了大量的热量，分别覆盖了低温段和高温段，拓宽了阻燃的温度范围。由于碱式氯化镁结构层中含有氯离子，在塑料阻燃剂的应用中，其阻燃性能比传统的氢氧化镁和氢氧化铝阻燃剂更好。本发明提出的制备碱式氯化镁阻燃剂的工艺流程使用天然矿物白云岩为原材料，其来源广泛，价格低廉，工艺流程简单，设备投资少。采用本发明制备的碱式氯化镁作为阻燃剂，在性价比上将明显优于目前市场上的氢氧化镁、水滑石、氧化锑和氢氧化铝等阻燃剂。
文档编号C01F5/00GK101264905SQ200810060640
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者刘利光, 瑛 叶, 吕双双, 张平萍, 胡秀芳, 邬黛黛, 陈雪刚, 高奇东 申请人:浙江大学