搅拌；其中，硅烷偶联剂的用量为目标产物氢氧化镁质量的I?5wt% ;分散剂的用量为目标产物氢氧化镁质量的2?6wt% ；
[0035]4)向上步所得混合溶液缓慢通入氨气进行结晶沉淀反应，反应温度为25 °C?50°C时间为Ih?3h，pH终值为10?11 ;经陈化、过滤、洗涤、干燥可制得表面改性纳米氢氧化镁；
[0036]5)过滤后产生的碱性滤液富含游离氨，通过气提获得氨气返回至步骤4)结晶工段，液相经结晶去除硫酸铵后返回至步骤I)酸解反应工序。
[0037]以磷尾矿为原料，采用酸法提镁、除杂、原位改性与氨气沉淀工艺生产表面官能化、有机化纳米氢氧化镁，具有良好的市场优势和发展前景，是一条磷尾矿镁资源高效、高附加值利用的工艺技术路线，有利于磷矿资源综合利用、产业链延伸，具有良好的经济效益、社会效益，符合国家节能减排、资源循环利用的产业政策。
[0038]优化地，所述的磷尾矿为磷矿浮选尾矿，其中含己05%为1.7?7.0 %，白云石[Ca0.Mg0.(CO2)2]为 55 ?75%。
[0039]优化地，步骤2)所述除杂先加H2O2氧化，除杂时间为0.5?lh，搅拌速度为500?1000r/min。
[0040]优化地，所述的硅烷偶联剂为ΚΗ-570(γ_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)、ΚΗ-560 ( γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)、ΚΗ-550 (Y-氨丙基三乙氧基硅烷)或Α-172 (乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷)。
[0041]优化地，所述的分散剂为聚乙二醇、硬脂酸钠、油酸钠或多聚磷酸钠。
[0042]优化地，步骤4)所述陈化时间为20?50min，陈化温度为25?50°C。
[0043]实施例1
[0044]将浮选所得磷尾矿52千克投入酸解反应器中，加470升水搅拌混合均匀，待达到预设温度25°C后，缓慢加入29升98wt%的硫酸进行反应，反应2h后，过滤、洗涤进行固液分离；加入0.347升H2O2氧化，用氨水控制滤液pH为6.7，除杂后得到精制的硫酸镁溶液；将硅烷偶联剂KH-570和分散剂聚乙二醇加入精制硫酸镁溶液中，并充分搅拌2.5小时；移入结晶反应器中，控制溶液温度为25°C，缓慢通入氨气1.5小时，反应后pH终值为10.7，在30°C恒温下陈化20min，过滤、洗涤、干燥，得到原位改性纳米氢氧化镁产品。
[0045]实施例2
[0046]将浮选所得磷尾矿104千克投入酸解反应器中，加470升水搅拌混合均匀，待达到预设温度35°C后，缓慢加入29升98wt%的硫酸进行反应，反应2h后，过滤、洗涤进行固液分离；加入0.694升H2O2氧化，用氨水控制滤液pH为6.5，进行除杂得到精制的硫酸镁溶液；将硅烷偶联剂KH-560和分散剂多聚磷酸钠加入精制硫酸镁溶液中，并充分搅拌3小时；移入结晶反应器中，控制溶液温度为35°C，缓慢通入氨气2小时，反应后pH终值为11，在45°C恒温下陈化30min，过滤、洗涤、干燥，得到原位改性纳米氢氧化镁产品。
[0047]实施例3
[0048]将浮选所得磷尾矿36.5千克投入酸解反应器中，加440升水搅拌混合均匀，待达到预设温度45°C后，缓慢加入60升98?1:%的硫酸进行反应，反应3h后，过滤、洗涤进行固液分离；加入0.243升H2O2氧化，用氨水控制滤液pH为6.5，进行除杂得到精制的硫酸镁溶液；将硅烷偶联剂KH-550和分散剂聚乙二醇加入精制硫酸镁溶液中，并充分搅拌2.5小时；移入结晶反应器中，控制溶液温度为55°C，缓慢通入氨气2小时，反应后pH终值为10.5，在50 0C恒温下陈化40min，过滤、洗涤、干燥，得到原位改性纳米氢氧化镁产品。
[0049]实施例4
[0050]将浮选所得磷尾矿57.4千克投入酸解反应器中，加407升水搅拌混合均匀，待达到预设温度55°C后，缓慢加入93升98?1:%的硫酸进行反应，反应4h后，过滤、洗涤进行固液分离；加入0.383升H2O2氧化，用氨水控制滤液pH为6.5，进行除杂得到精制的硫酸镁溶液；将硅烷偶联剂A-172和分散剂聚乙二醇加入精制硫酸镁溶液中，并充分搅拌3小时；移入结晶反应器中，控制溶液温度为50°C，缓慢通入氨气2.5小时，反应后pH终值为10.8，在50 0C恒温下陈化45min，过滤、洗涤、干燥，得到原位改性纳米氢氧化镁产品。
[0051]实施例5
[0052]将浮选所得磷尾矿36.5千克投入酸解反应器中，加440升水搅拌混合均匀，待达到预设温度45°C后，缓慢加入60升98?1:%的硫酸进行反应，反应3h后，过滤、洗涤进行固液分离；加入0.243升H2O2氧化，用氨水控制滤液pH为6.5，进行除杂得到精制的硫酸镁溶液；将硅烷偶联剂KH-570和分散剂硬脂酸钠加入精制硫酸镁溶液中，并充分搅拌3小时；移入结晶反应器中，控制溶液温度为50°C，缓慢通入氨气2小时，反应后pH终值为11，在50°C恒温下陈化50min，过滤、洗涤、干燥，得到原位改性纳米氢氧化镁产品。
【主权项】
1.一种以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于包括以下步骤: 1)将浓度1wt%?30wt%的硫酸和烘干的磷尾矿混合进行酸解反应，过滤；酸解反应温度为50?80°C，时间为2?4h ; 2)向步骤I)所得滤液加入氧化剂氧化，然后加入氢氧化钠或氨水控制pH值6.5?8，搅拌除杂，过滤沉淀后得到精制硫酸镁溶液； 3)将硅烷偶联剂、分散剂和精制硫酸镁溶液混合进行原位改性，充分搅拌；其中，硅烷偶联剂的用量为目标产物氢氧化镁质量的I?5wt% ;分散剂的用量为目标产物氢氧化镁质量的2?6wt% ； 4)向上步所得混合溶液缓慢通入氨气进行结晶沉淀反应，反应温度为25°C?50°C时间为Ih?3h，pH终值为10?11 ;经陈化、过滤、洗涤、干燥可制得表面改性纳米氢氧化镁； 5)过滤后产生的碱性滤液富含游离氨，通过气提获得氨气返回至步骤4)结晶工段，液相经结晶去除硫酸铵后返回至步骤I)酸解反应工序。
2.如权利要求1所述以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于所述的磷尾矿为磷矿浮选尾矿，其中含己05%为1.7?7.0%,白云石[Ca0.Mg0.(CO2)2]为55?75%。
3.如权利要求1所述以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于步骤2)所述氧化剂为H2O2,除杂时间为0.5?lh。
4.如权利要求1所述以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH-570、KH-560、KH-550或A-172。
5.如权利要求1所述以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于所述的分散剂为聚乙二醇、硬脂酸钠、油酸钠或多聚磷酸钠。
6.如权利要求1所述以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺，其特征在于步骤4)所述陈化时间为20?50min，陈化温度为25?50°C。
【专利摘要】本发明公开了一种以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺。将浮选所得磷尾矿投入酸解反应器中反应一定时间后过滤。将滤液加入到除杂反应器中，先加入氧化剂进行氧化，再加入碱性化合物，控制pH值，过滤沉淀后将滤液、硅烷偶联剂和分散剂加入到原位改性反应器中，搅拌一段时间后加入到结晶反应器中，通入氨气进行结晶沉淀反应得表面改性纳米氢氧化镁。结晶过滤后产生的滤液富含游离氨，通过气提获得氨气返回至结晶工段，液相经结晶去除大量硫酸铵后循环至酸解反应工序，实现工艺废水的闭路循环。原位改性方法生产的表面改性纳米氢氧化镁在聚合物基体中具有良好的界面粘结和分散性，可广泛应用于塑料、涂料、环保等诸多领域。
【IPC分类】C01F5-14, B09B3-00, B82Y30-00
【公开号】CN104528778
【申请号】CN201410821996
【发明人】刘生鹏, 丁一刚, 盛昌和, 许莉莉, 吴梦, 胡仙林, 龙秉文, 邓伏礼
【申请人】武汉工程大学, 湖北六国化工股份有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月25日