专利名称：高纯无水氯化镁的制备方法
技术领域：
本发明涉及有色冶金领域中无机材料的制备，特别是用有机溶剂和氨光卤石制备高纯无水氯化镁的方法。
背景技术：
镁是重要的有色金属，比铝轻，且能与其它金属构成高强度合金，应用领域广。硅热法炼镁耗能高，环保条件差；电解法炼镁需高纯的无水氯化镁作原料，我国盐湖资源丰富，为制备电解炼镁原料MgCl2提供了原料保障。
发明内容
本发明的目的是充分利用我国的盐湖资源，生产一种适合电解法炼镁的原料——高纯无水氯化镁。
本发明的技术方案是首先利用氨沉镁生产镁砂后副产的NH4Cl溶液和盐湖卤水(MgCl2溶液)为原料制备氨光卤石，再将氨光卤在一定条件下脱水成低水氨光卤石，然后将其溶解在选定的有机溶剂中，用氨处理得到MgCl2·6NH3沉淀，沉淀分离干燥后高温煅烧成MgO＜0.1％的高纯无水氯化镁；其制备过程由下列几个步骤完成1)合成氨光卤石将盐湖卤水(MgCl2溶液)过滤除去其中不溶性杂质后，与副产的NH4Cl溶液按MgCl2∶NH4Cl摩尔比为1∶1混合，调溶液pH为5～6.8，加热搅拌蒸发结晶1～2小时，放入-10～6℃的冰箱中冷却结晶4小时以上，过滤干燥得氨光卤石(MgCl2·NH4Cl·6H2O)；
加热蒸发结晶可以用常压加热结晶法，也可以用减压加热结晶法；2)氨光卤石热空气中脱水制备低水氨光卤石氨光卤石在热烘箱中110～160℃的温度下脱水，(n＝0.5～1)温度过低，脱水效果不好，温度过高，脱水时部分氨光卤石水解生成氢氧化镁影响氨光卤石的纯度；3)低水氨光卤石有机溶剂氨水脱水a.一定量的低水氨光卤石溶解于甲醇中制成饱和溶液，除去溶液中不溶性杂质；b.在反应器中装一定体积的甲醇溶液，并加入一定量的固体氯化铵，通干燥的氨使甲醇溶液中的氨处于饱和；c.在-10～20℃时向反应器中加入低水氨光卤石甲醇溶液，并不断通氨搅拌，使反应器溶液中的氨始终处于饱和状态，得到六氨氯化镁的结晶沉淀；
加入NH4Cl固体的目的抑制MgCl2在甲醇溶液中的水解；
整个过程循环不断，所用反应试剂经初步处理可重复使用。
d.沉淀过滤洗涤干燥得六氨氯化镁固体。在此操作中要避免MgCl2·6NH3与空气接触，因为MgCl2·6NH3极易水解，否则得到的无水氯化镁中有大量的MgO。滤液可以回收使用，经测定滤液中MgCl2＜0.5％，见生成六氨氯化镁晶体和无水氯化镁晶体的XRD图和SEM图。
e.干燥的沉淀在450～700℃煅烧得含MgO＜0.1％的无水氯化镁，分解产生的NH3回收使用。
本发明的优点和积极效果充分体现在如下几个方面1)用该法生产高纯无水氯化镁MgCl2的利用率可达99.5％以上，无水氯化镁中MgO的含量＜0.1％，满足电解法炼镁的工艺要求。
2)用这种高纯氯化镁炼镁对电解设备腐蚀性小，电解过程中电流效率高，且生产过程中大部分试剂可以循环使用，大大降低了炼镁的生产成本。
3)综合利用盐湖资源在工业生产过程中副产的氯化铵溶液和卤水(MgCl2溶液)，直接排放于盐湖对环境造成的污染。
图1生成六氨氯化镁晶体的XRD图；图2生成六氨氯化镁晶体的SEM图；图3生成的无水氯化镁的XRD图；图4生成的无水氯化镁的SEM图。
具体实施例方式1)用分析试剂制成的MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中制成MgCl23.6％，NH4Cl 2.0％，CH3OH 93％，H2O1.4％的溶液，9℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.07％的无水氯化镁，煅烧分解产生的NH3可回收循环使用，经测定滤液中MgCl2＜0.06％，NH314.6％，H2O 1.6％，NHCl 2.3％，其中的NH3、NH4Cl可以回收使用。
2)用盐湖的卤水与生产镁砂副产的NH4Cl母液为原料制成MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中，过滤制成含MgCl23.5％，NH4Cl2％，CH3OH 93％，H2O 1.5％溶液，9℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.1％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.05％，NH314.6％，H2O 1.7％，NH4Cl 2.3％。
3)MgCl2·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中制成含MgCl211.7％，H2O 2.1％，CH3OH 86.4％的溶液，9℃时溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.58％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.1％，NH314.2％，H2O 2.2％，NH4Cl 1.5％。
4)盐湖的卤水与生产镁砂副产的NH4Cl母液为原料制成的MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中过滤制成含MgCl23.5％，NH4Cl 2％，CH3OH 93％，H2O 1.5％溶液，25℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.18％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.05％，NH311.6％，H2O 1.8％，NH4Cl 2.4％。
权利要求
1.高纯无水氯化镁的制备方法，首先利用氨沉镁生产镁砂后副产的NH4Cl溶液和盐湖卤水(MgCl2溶液)为原料制备氨光卤石，再将氨光卤在一定条件下脱水成低水氨光卤石，然后将其溶解在选定的有机溶剂中，用氨处理得到MgCl2·6NH3沉淀，沉淀分离干燥后高温煅烧成MgO＜0.1％的高纯无水氯化镁；其特征在于制备过程由下列几个步骤完成1)合成氨光卤石将盐湖卤水(MgCl2溶液)过滤除去其中不溶性杂质后，与副产的NH4Cl溶液按MgCl2∶NH4Cl摩尔比为1∶1混合，调溶液pH为5～6.8，加热搅拌蒸发结晶1～2小时，放入-10～6℃的冰箱中冷却结晶4小时以上，过滤干燥得氨光卤石(MgCl2·NH4Cl·6H2O)；加热蒸发结晶可以用常压加热结晶法，也可以用减压加热结晶法；2)氨光卤石热空气中脱水制备低水氨光卤石氨光卤石在热烘箱中110～160℃的温度下脱水，(n＝0.5～1)温度过低，脱水效果不好，温度过高，脱水时部分氨光卤石水解生成氢氧化镁影响氨光卤石的纯度；3)低水氨光卤石有机溶剂氨水脱水a.一定量的低水氨光卤石溶解于甲醇中制成饱和溶液，除去溶液中不溶性杂质；b.在反应器中装一定体积的甲醇溶液，并加入一定量的固体氯化铵，通干燥的氨使甲醇溶液中的氨处于饱和；c.在-10～20℃时向反应器中加入低水氨光卤石甲醇溶液，并不断通氨搅拌，使反应器溶液中的氨始终处于饱和状态，得到六氨氯化镁的结晶沉淀；加入NH4Cl固体的目的抑制MgCl2在甲醇溶液中的水解；整个过程循环不断，所用反应试剂经初步处理可重复使用。d.沉淀过滤洗涤干燥得六氨氯化镁固体。在此操作中要避免MgCl2·6NH3与空气接触，因为MgCl2·6NH3极易水解，否则得到的无水氯化镁中有大量的MgO。滤液可以回收使用，经测定滤液中MgCl2＜0.5％；e.干燥的沉淀在450～700℃煅烧得含MgO＜0.1％的无水氯化镁，分解产生的NH3回收使用，
2.根据权利要求1所述的高纯无水氯化镁的制备方法，其特征在于1)用分析试剂制成的MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中制成MgCl23.6％，NH4Cl 2.0％，CH3OH 93％，H2O1.4％的溶液，9℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.07％的无水氯化镁，煅烧分解产生的NH3可回收循环使用，经测定滤液中MgCl2＜0.06％，NH314.6％，H2O 1.6％，NHCl 2.3％，其中的NH3、NH4Cl可以回收使用；2)用盐湖的卤水与生产镁砂副产的NH4Cl母液为原料制成MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中，过滤制成含MgCl23.5％，NH4Cl2％，CH3OH93％，H2O1.5％溶液，9℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.1％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.05％，NH314.6％，H2O 1.7％，NH4Cl 2.3％；3)MgCl2·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中制成含MgCl211.7％，H2O 2.1％，CH3OH 86.4％的溶液，9℃时溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.58％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.1％，NH314.2％，H2O 2.2％，NH4Cl 1.5％；4)盐湖的卤水与生产镁砂副产的NH4Cl母液为原料制成的MgCl2·NH4Cl·nH2O(0.5≤n≤1)溶解于甲醇中过滤制成含MgCl23.5％，NH4Cl 2％，CH3OH 93％，H2O 1.5％溶液，25℃时，溶液不断地加入到含有NH4Cl饱和了氨的甲醇溶液的反应器中，反应过程中不断地搅拌溶液并通氨始终使反应溶液中的氨处于饱和状态，反应完成后，将获得的沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后在600℃煅烧0.5h得含MgO≤0.18％的无水氯化镁，经测定滤液中MgCl2＜0.05％，NH311.6％，H2O 1.8％，NH4Cl 2.4％。
全文摘要
本发明涉及有色冶金领域中无机材料的制备，特别是用有机溶剂和氨光卤石制备高纯无水氯化镁的方法，其特征在于首先利用氨沉镁生产镁砂后副产的NH
文档编号C01F5/30GK1689973SQ20041002315
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者周宁波, 陈白珍, 徐徽, 李新海, 石西昌, 何新快 申请人:中南大学