专利名称：利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法
技术领域：
本发明属于无机盐制备技术领域，特别涉及一种用盐田水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法。
背景技术：
青海察尔汗盐湖区是中国正在开发的钾肥工业基地，氯化镁储量16.2亿吨。每生产一吨氯化钾可副产10吨氯化镁。随着青海钾肥厂二期工程100万吨氯化钾工程的开展，氯化钾提出后老卤中排出的巨大镁资源的综合利用已成为急需解决的重大问题，否则不仅是镁资源的巨大浪费，而且造成对盐湖卤水资源的严重污染。青海察尔汗盐湖提钾后的老卤经过盐田自然蒸发可获得纯度98％的水氯镁石(MgCl2·6H2O)，其中主要杂质为少量的钠、钾和钙。这种天然结晶的水氯镁石晶形好，粒度较均匀，粒径平均为1.3mm。
采用合理的工艺，抑制水氯镁石脱水过程中伴随的水解反应，脱除其中的六个结晶水，然后用电解法制取金属镁，是技术上最合理、经济上最合算的发展中国金属镁工业的最佳途径。
水氯镁石脱水制取镁电解工业原料无水氯化镁是近百年来世界各国科技人员努力研究的难题，其难点在于低水合氯化镁在高温下发生水解，难以抑制。
为镁电解工业提供原料的工艺主要有含镁碳酸盐即(MgCO3)和白云石(MgCO3·CaCO3)高温焙烧、高温氯化制取无水氯化镁融体和以人造钾光卤石二次脱水制取无水钾光卤石。
前者的主要缺点一是需要优质菱镁矿；二是由于高温操作而能耗高；三是不能维持整体炼镁工艺氯平衡，需要补充大量氯气。人造钾光卤石二次脱水制取炼镁原料无水钾光卤石的工艺，是前苏联五十年代的工艺，比高温氯化工艺先进。但其主要问题是钾光卤石中的氯化镁在整体过程中的作用只不过是为了抑制水解，而不能全部转化为镁产品，因而投料量大、工艺冗长复杂。
70年代中期冶金工业部曾在汕头电化厂组织过水氯镁石脱水试验，由于难度大，设备防腐蚀问题不过关而没有成功。1992-1996年全国形成一股炼镁热，中国已建的镁厂除最大的三家镁厂为电解法外，其余均采用皮江法。皮江法这种间歇式生产工艺与先进的大规模的电解法相比，规摸小，污染环境。
本发明的公开本发明的目的是为了提供一种制造成本低、质量好、纯度高、能耗低、对环境无污染的利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法包括下述步骤(1)先将含吸附水的水氯镁石以60-100℃热空气作流化介质脱水至六水合水氯镁石(2)将六水合水氯镁石经第一阶段脱水至二水合氯化镁；即将六水合水氯镁石置于多室流化床内，以热空气作流化介质；其中多室流化床可分为三个室，六水合水氯镁石流经多室流化床的温度依次为100-130℃、155-170℃、175-190℃，得到二水合氯化镁；(3)将二水合氯化镁经第二阶段脱水至无水氯化镁；即将二水合氯化镁置于全密闭循环多室流化床内，以含有氯化氢的热空气为流化介质，氯化氢含量占介质总体积的30％-100％；其中多室流化床可分为三室，二水合氯化镁流经多室流化床的温度依次为190-210℃、215-250℃、255-320℃，得到无水氯化镁；(4)将上述(3)步的流化介质尾气降温至50-120℃后，进入含吸附剂的尾气回收流化床脱去水分，干燥后的尾气又进入第二阶段脱水多室流化床继续循环使用；(5)吸收了水分的吸附剂重新送入第一阶段脱水流化床中脱水至二水合氯化镁，可在(3)和(4)步中使用。
本发明相比现有技术具有如下优点本发明采用流水床脱水工艺，以含有氯化氢的气体作为二水合氯化镁脱水的流化介质，可使二水合氯化镁脱水至无水氯化镁；添加有氯化氢的流化介质可有效抑制低水合氯化镁在高温下的水解；尾气中含有的水分可用二水合氯化镁吸附，尾气中的氯化氢可回收循环使用；吸附剂为二水合氯化镁，吸收了水分的吸附剂可重新送入第一阶段脱水流化床中脱水至二水合氯化镁循环再生。本发明方法制造成本低、质量好、纯度高、能耗低、对环境无污染；本发明的实施方式本发明还将结合实施例作进一步详述本发明的方法包括下述工艺过程脱吸附水→第一阶段脱水至二水合氯化镁→第二阶段脱水至无水氯化镁→尾气中水分吸附后循环使用。
工艺条件为取盐湖水氯镁石流态化脱水新工艺分两阶段进行。如工艺流程
图1、图2所示。该工艺流程设备主要由吸附水的流化床干燥系统、脱结晶水的第一、第二阶段流化床干燥系统、气体加热、热交换器、吸附尾气中水份的流化床、氯化氢补充系统、循环风机等组成。
在第一阶段脱水过程中，以热空气作流化介质，先将含吸附水的盐田产水氯镁石脱水至六水合水氯镁石，脱水的床层温度为85℃，中间产品质量控制在MgCl2≥47％、H2O≤53％；然后进入第一阶段多室流化床系统，流化介质仍为热空气，将六水合水氯镁石脱水至二水合氯化镁。第一阶段多室流化床系统主要由多室流化床、旋风除尘器、加热器、风机等组成。见附图1。脱水的第一室床层温度为120℃左右，第二室的床层温度为160℃左右，第三室床层温度为185℃左右，中间产品质量控制在MgO≤0.5％左右、MgCl2≥72％；H2O为28％左右。
第二阶段的脱水采用含有40％氯化氢气的空气，控制有利于脱水进程的非平衡态热力学和动力学条件，有效地抑制了低水合氯化镁的水解。
第二阶段的脱水过程为二水合氯化镁在第二阶段流化床脱水器中完全脱水至无水氯化镁。第二阶段流化床脱水器系统为全密闭循环系统。全密闭循环系统主要由多室流化床脱水器、加热器、热交换器、吸附尾气中水份的多层流化床、氯化氢补充系统、循环风机等组成。见附图2。二水合氯化镁进入多室流化床脱水器，床层温度分别为210℃、250℃、280℃。生产出的产品为平均粒径为1mm的颗粒，质量为MgO≤0.5％，H2O≤0.5％，MgCl2为95％左右，其余为4％左右的杂质。产品质量完全满足镁电解工业对原料的要求。
循环使用的流化介质中的氯化氢含量始终保持≥30％，不足部分由氯化氢补充系统供给；从流化床出来的尾气经热交换器降温到90℃后进入吸附尾气中水份的回收流化床，吸附剂为二水合氯化镁。脱除水份后的干燥尾气再经循环风机及加热器又进入多室流化床脱水器循环。
用作吸附剂的二水合氯化镁吸附了水份后变为四水和六水氯化镁后送入第一阶段流化床再生重新成为二水合氯化镁。
第一阶段产品回收率为97％，第二阶段产品回收率为96％。附表脱水产物的主要组份
权利要求
1.一种利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法，其特征在于包括下述步骤(1)先将含吸附水的水氯镁石以60-100℃热空气作流化介质脱水至六水合水氯镁石；(2)将六水合水氯镁石经第一阶段脱水至二水合氯化镁；即将六水合水氯镁石置于多室流化床内，以热空气作流化介质其中多室流化床可分为三个室，六水合水氯镁石流经多室流化床的温度依次为100-130℃、155-170℃、175-190℃，得到二水合氯化镁；(3)将二水合氯化镁经第二阶段脱水至无水氯化镁；即将二水合氯化镁置于全密闭循环多室流化床内，以含有氯化氢的热空气为流化介质；其中多室流化床可分为三室，二水合氯化镁流经多室流化床的温度依次为190-210℃、215-250℃、255-320℃，得到无水氯化镁；(4)将上述(2)步的流化介质尾气降温至50-120℃后，进入含吸附剂的尾气吸附装置脱去水分，干燥后的尾气进入第二阶段脱水流化床循环使用。
2.如权利要求1所述的利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法，其特征在于在第二阶段脱水时的流化介质中的氯化氢含量占介质总体积的30％-100％。
3.如权利要求1所述的利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法，其特征在于尾气吸附装置脱去水分的吸附剂为二水合氯化镁。
4.如权利要求1或3所述的利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法，其特征在于吸收了水分的吸附剂可重新送入第一阶段脱水流化床中脱水至二水合氯化镁。
全文摘要
本发明涉及一种利用水氯镁石脱水制取无水氯化镁的方法，该方法包括两阶段脱水第一阶段是将含吸附水的水氯镁石以高温空气作流化介质脱水至二水合氯化镁；第二阶段将二水合氯化镁脱水至无水氯化镁，即将二水合氯化镁在密闭多层流化床内，以含氯化氢的热空气作流化介质经多室流化床不脱水至无水氯化镁；第二阶段脱水后的尾气经降温后进入吸附水分装置中脱去尾气中的水分，干燥尾气循环利用；尾气中水份的吸附剂为二水合氯化镁，其吸附了水份后可利第一阶段脱水工艺重新脱水为二水合氯化镁；本发明制造成本低、质量好、纯度高、能耗低、对环境无污染。
文档编号C01F5/00GK1429770SQ0211440
公开日2003年7月16日 申请日期2002年1月1日 优先权日2002年1月1日
发明者马培华 申请人:中国科学院青海盐湖研究所