一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法
【专利摘要】一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，它涉及无机化工领域。制备方法为：将海水及盐湖卤水通过过滤除去其中的固体悬浮杂质得到滤液A；将滤液A与萃取剂R混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂R1和溶液B；以有机胺C为沉淀剂,加入滤液B中，得滤渣D和滤液D，滤渣D经洗涤、干燥得到高纯氢氧化镁产品；滤液D与石灰固体或浆体混合，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E；将浆体E过滤，得到滤液F和滤渣F；将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；将含硼萃取剂R1用反萃剂将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸，将得到的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁；本发明大大的降低了能耗，节约了成本。
【专利说明】一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及无机化工领域，具体涉及一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法。
[0002]【背景技术】:
镁盐是重要的无机原料，氢氧化镁和氧化镁是其中最主要的产品，氢氧化镁主要用于工业含酸废水处理；工业重金属离子脱除；烟气脱硫；印染水脱色；阻燃剂；其它镁盐生产原料。特别是阻燃剂用氢氧化镁，发展空间较大。
[0003]世界上含镁的主要矿种有菱镁矿(MgCO3)和溢晶石(CaCl2.2MgCl2.12H20)总储量分别约120亿吨和40亿吨，其次地球上含镁的主要矿物就是海水和盐湖卤水。我国的盐湖镁资源丰富，仅青海柴达木盆地的镁资源就达27亿吨。钾肥生产中要产生大量的氯化镁，如不能解决好利用和处理问题将会影响到钾肥的正常生产，产生镁害。
[0004]目前从海水及盐湖卤水中提取氢氧化镁的方法主要有3种:1).石灰乳法；2).氨法；3).氢氧化钠法。石灰乳法是利用卤水和石灰乳直接反应得到氢氧化镁和氯化钙，其优点是原料易得，工艺简单。缺点是过滤洗涤困难，产品质量不高。适用于生产环保用氢氧化镁。氨法是利用氨或氨水与卤水反应得到氢氧化镁和氯化铵，再通过石灰苛化蒸氨，使氨循环使用。其优点是产品质量高，易于过滤和洗涤，缺点是成本较高，能耗高，氨易挥发造成环境影响。氢氧化钠法是利用氢氧化钠和卤水反应生成氢氧化镁，优点是工艺简单，成品质量同氨法相当，缺点是成本高，产品过滤性较差，一般不宜采用。所以采用一个新的经济合理工艺，利用海水及盐湖卤水提取高纯氢氧化镁，是解决盐湖钾肥生产和资源综合利用瓶颈的关健。
[0005]有机胺，特别是能溶于水和微溶水的有机胺，在水溶液中能提供0H—，可以起到石灰，氨和氢氧化钠一样的作用。关于利用有机胺脱除烟气中SO2,利用有机胺回收工业废气中的二氧化碳，以及利用有机胺制碱等，在众多的文献和专利中均有报到。说明利用有机胺的碱度来沉淀金属是完全可行的。但其专利中所描述的有机胺在水溶液中的溶解度都比较大，所以回收有机胺还是只能通过萃取，蒸馏等方式回收，能耗较大。
[0006]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，它能改变以往海水及盐湖齒水提取氢氧化镁工艺，利用一部份有机胺在高碱度情况下微溶于水，在低碱度情况下能与一价无机酸根离子形成可溶盐的特性，实现了有机胺在常温状态下的循环使用，减少了胺的蒸馏步骤，同时还能常温状态下沉淀镁，且过滤性能良好，产品质量好，大大的降低了能耗，节约了成本。
[0007]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明是采用以下技术方案:
1)、将海水及盐湖齒水通过过滤除去其中的固体悬浮杂质得到滤液A；
2)、将滤液A与萃取剂R混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
3)、 以有机胺C为沉淀剂，加入滤液B中，在5°C~100°C条件下反应10-180分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经洗涤、干燥得到高纯氢氧化镁产品；
4)、滤液D与石灰固体或浆体混合，在5°C^lOO °C条件下反应10-180分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体Ε。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程;
5)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，渣弃；
6)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
7)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
8 )、将得到的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁。
[0008]所述的有机胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、环己胺、乙二胺，十二胺中的一种或任意几种的混合。
[0009]所述的的萃取剂R为对叔丁基邻苯二酚。
[0010]所述的反萃剂R为盐酸、硫酸、硝酸的任意一种或任意几种的混合。
[0011]所述的沉镁有机胺的加入量，与海水及盐湖卤水原料中的镁离子的摩尔比为I~3:1。
[0012]所述的石灰固体或浆体的加入量为，以其中有效氢氧化钙与有机胺的摩尔比为0.6~1:1。
[0013]所述的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁的煅烧温度为40(T100(rC，煅烧时间为10-90分钟。
[0014]本发明具有以下有益效果:
1)工艺流程简单投资省；
2)有机胺与溶液可以利用密度不同通过分相的方法分离，实现循环利用；
3)同传统的海卤水和盐卤水石灰乳法生产氢氧化镁相比，在同样能保证收率的情况下，具有广品纯度闻的优点；
4)同海卤水和盐卤水氨法生产氢氧化镁相比，在同样能保证产品纯度高，过滤洗涤好的优点的情况下，具有收率高且减少了蒸氨过程，能耗低的优点。同时也避免了氨挥发对环境的污染；
5 )同海卤水和盐卤水氢氧化钠法生产氧化镁相比,具有明显的成本优势。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:
图1是本发明的工艺流程图。
[0016]【具体实施方式】:
参看图1，本【具体实施方式】采用以下技术方案:
1)、将海水及盐湖齒水通过过滤除去其中的固体悬浮杂质得到滤液A；
2)、将滤液A与萃取剂R混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
3)、以有机胺C为沉淀剂，加入滤液B中，在5°C~100°C条件下反应10-180分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经洗涤、干燥得到高纯氢氧化镁产品； 4)、滤液D与石灰固体或浆体混合，在5°C^lOO °C条件下反应10-180分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体Ε。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程;
5)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，渣弃；
6)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
7)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
8 )、将得到的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁。
[0017]所述的有机胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、环己胺、乙二胺，十二胺中的一种或任意几种的混合。
[0018]所述的的萃取剂R为对叔丁基邻苯二酚。
[0019]所述的反萃剂R为盐酸、硫酸、硝酸的任意一种或任意几种的混合。
[0020]所述的沉镁有机胺的加入量，与海水及盐湖卤水原料中的镁离子的摩尔比为I~3:1。
[0021]所述的石灰固体或浆体的加入量为，以其中有效氢氧化钙与有机胺的摩尔比为
0.6~1:1。
[0022]所述的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁的煅烧温度为40(T100(rC，煅烧时间为10~90分钟。
[0023]本【具体实施方式】所涉及的化学反应方程式如下:
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为有机胺。
[0024]实施例1:
本实施例所使用的原料有I).滤液A—份(取滤液A中镁的摩尔量为I摩尔);2)萃取剂R —份(取萃取剂的摩尔量为1.5摩尔);3).反萃剂为盐酸一份(取盐酸的摩尔量为3摩尔);4).有机胺C为二丁胺一份(取二丁胺的摩尔量为2摩尔);5).石灰一份(有效氢氧化钙的摩尔量为I摩尔)
1)、首先将滤液A—份与萃取剂R—份混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
2)、以有机胺C一份为沉淀剂，加入滤液B中，在30 °C条件下反应60分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经渣重2倍体积的纯水逆流洗涤、洗水并入滤液D，滤渣于200°C干燥得到高纯氢氧化镁产品；
3)、滤液D与石灰一份混合，在30°C条件下反应60分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程；
4)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，滤渣洗后渣
弃；
5)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
6)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂盐酸一份将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
7)、将得到的高纯氢氧化镁经800°C煅烧30分钟得到高纯氧化镁。[0025]经上述步骤得到的氢氧化镁的重量为53.9克，纯度为99%，直收率为92%，煅烧所得氧化镁为37.1克，纯度为99%。
[0026]所得氢氧化镁扫描电镜图暗示，氢氧化镁呈片状，粒度分布集中，在0.2~4um之间。比表面积为70m2/g。
[0027]实施例二:
本实施例所使用的原料有I).滤液A—份(取滤液A中镁的摩尔量为I摩尔);2)萃取剂R —份(取萃取剂的摩尔量为1.5摩尔);3).反萃剂为盐酸一份(取盐酸的摩尔量为3摩尔);4).有机胺C为二丁胺和二己胺一份(取二丁胺的摩尔量为I摩尔，取二己胺的摩尔量为I摩尔)；5).石灰一份(有效氢氧化1丐的摩尔量为1.5摩尔)
1)、首先将滤液A—份与萃取剂R—份混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
2)、以有机胺C一份为沉淀剂，加入滤液B中，在50 °C条件下反应90分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经渣重2倍体积的纯水逆流洗涤、洗水并入滤液D，滤渣于200°C干燥得到高纯氢氧化镁产品；
3)、滤液D与石灰一份混合，在50°C条件下反应90分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程；
4)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，滤渣洗后渣
弃；
5)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
6)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂盐酸一份将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
7)、将得到的高纯氢氧化镁经800°C煅烧30分钟得到高纯氧化镁。
[0028]经上述步骤得到的氢氧化镁的重量为54.5克，纯度为99%，直收率为93%，煅烧所得氧化镁为37.5克，纯度为99.1%。
[0029]实施例三
本实施例所使用的原料有I).滤液A—份(取滤液A中镁的摩尔量为I摩尔);2)萃取剂R —份(取萃取剂的摩尔量为1.5摩尔)；3).反萃剂为硫酸一份(取硫酸的摩尔量为1.5摩尔)；4).有机胺C为二丙胺，二丁胺和二己胺一份(取二丙胺的摩尔量为I摩尔，取二丁胺的摩尔量为I摩尔，取二己胺的摩尔量为I摩尔，);5).石灰一份(有效氢氧化钙的摩尔量为2摩尔)
1)、首先将滤液A—份与萃取剂R —份混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
2)、以有机胺C一份为沉淀剂，加入滤液B中，在70 °C条件下反应60分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经渣重2倍体积的纯水逆流洗涤、洗水并入滤液D，滤渣于200°C干燥得到高纯氢氧化镁产品；
3)、滤液D与石灰一份混合，在70°C条件下反应60分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程；
4)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，滤渣洗后渣
弃；5)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
6)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂硫酸一份将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
7)、将得到的高纯氢氧化镁经800°C煅烧30分钟得到高纯氧化镁。
[0030]经上述步骤得到的氢氧化镁的重量为54.8克，纯度为99%，直收率为93.6%，煅烧所得氧化镁为37.8克，纯度为99%。
[0031]实施例四
本实施例所使用的原料有I).滤液A—份(取滤液A中镁的摩尔量为I摩尔);2)萃取剂R —份(取萃取剂的摩尔量为1.5摩尔);3).反萃剂为盐酸一份(取盐酸的摩尔量为3摩尔);4).有机胺C为二戊胺一份(取二戊胺的摩尔量为2摩尔);5).石灰一份(有效氢氧化钙的摩尔量为I摩尔)
1)、首先将滤液A—份与萃取剂R—份混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ；
2)、以有机胺C一份为沉淀剂，加入滤液B中，在50 °C条件下反应10分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经渣重2倍体积的纯水逆流洗涤、洗水并入滤液D，滤渣于200°C干燥得到高纯氢氧化镁产品；
3)、滤液D与石灰一份混合，在50°C条件下反应10分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E。通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程；
4)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，滤渣洗后渣
弃；
5)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体；
6)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂盐酸一份将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸。萃取剂用碱进行再生循环使用；
7)、将得到的高纯氢氧化镁经800°C煅烧30分钟得到高纯氧化镁。
[0032] 经上述步骤得到的氢氧化镁的重量为52.7克，纯度为99%，直收率为90%，煅烧所得氧化镁为36.3克，纯度为99%。
【权利要求】
1.一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于它的制备方法为: 1)、将海水及盐湖卤水通过过滤除去其中的固体悬浮杂质得到滤液A； 2)、将滤液A与萃取剂R混合，将滤液A中的硼萃入萃取剂中；得到含硼萃取剂Rl和溶液B ； 3)、以有机胺C为沉淀剂，加入滤液B中，在5°C~100°C条件下反应10-180分钟，并将其过滤、得滤渣D和滤液D，滤渣D经洗涤、干燥得到高纯氢氧化镁产品； 4)、滤液D与石灰固体或浆体混合，在5°C~100°C条件下反应10-180分钟，得到浮于液体上部的有机胺C，和下部的浆体E ;通过分相分出有机胺C，有机胺C进入下一循环过程; 5)、将浆体E过滤，洗涤，得到滤液F和滤渣F，滤渣F为少量石灰中杂质，渣弃； 6)、将滤液F进行蒸发浓缩，得到氯化钙晶体； 7)、将含硼萃取剂Rl用反萃剂将硼反萃至反萃液中，浓缩冷却提取硼酸；萃取剂用碱进行再生循环使用； 8 )、将得到的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁。
2.根据权利要求1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的有机胺为二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、三乙胺、三丙胺、环己胺、乙二胺，十二胺中的一种或任意几种的混合。
3.根据权利要求1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的的萃取剂R为对叔丁基邻苯二酚。
4.根据权利要求1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的反萃剂R为盐酸、硫酸、硝酸的任意一种或任意几种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的沉镁有机胺的加入量，与海水及盐湖卤水原料中的镁离子的摩尔比为广3:1。
6.根据权利要求1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的石灰固体或浆体的加入量为，以其中有效氢氧化钙与有机胺的摩尔比为0.6~1:1。
7.根据权利要求 1所述的一种以海水及盐湖卤水为原料制备高纯氧化镁的方法，其特征在于所述的高纯氢氧化镁经煅烧得到高纯氧化镁的煅烧温度为40(Ti00(rc，煅烧时间为10~90分钟。
【文档编号】C01F5/20GK103896312SQ201210588132
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】张芃, 黄一峰, 高波, 张洪铭, 潘高, 张平 申请人:江西江锂科技有限公司