盐湖卤水生产高纯氧化镁技术开发

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1、编　号科研项目技术报告项目类别：E项目名称：卤水综合利用新工艺的研究项目负责人：王兰君项目分管科室：化工二室日期：2006.02.22南风化工集团股份有限公司技术中心30一、前言1、项目来源及立项背景运城盐湖属内陆硫酸盐型盐湖，卤水属Na+、Mg2+//SO42-、Cl-－H2O四元交互体系，多年来，一直沿袭夏季养卤，冬季析硝，以十水芒硝为原料生产元明粉的工艺，由于单一提取硫酸钠，使得镁盐富集，不仅影响元明粉的产品质量，而且造成镁资源的白白浪费。特别是近年来，由于运城盐湖地表矿开采殆尽，水硝生产越来越困难，成本大幅提高，和同行业相比运城元明粉市场竞争力大大降低，为充分利用盐湖资源，生产高附加值

2、产品，利用卤水中的Mg2+生产高纯氧化镁并对母液进行全面的利用，对于改变盐湖长期以来的资源开采方式，具有重要的现实意义。目前国内高档氧化镁主要依靠进口，市场缺口较大，国际上，高纯氧化镁生产主要采用海水法和卤水法，利用盐湖卤水生产高纯氧化镁具有成本优势和质量优势。鉴于上述原因南风集团技术中心提出卤水综合利用的项目。2、文献综述氧化镁是一种常见的无机化工产品，国内外在这方面研究报道较多，但有关高纯氧化镁的资料并不多，这是因为在国际上，高纯氧化镁主要集中在少数发达国家，生产厂家很少，存在技术保密问题；在国内，目前仅上海振泰通过和华东师范大学合作开发出了品级较高的硅钢级氧化镁（MgO≥98%），太原隆

3、和镁业有限公司以蛇纹石（3MgO·2SiO2·2H2O）为原料采用化学湿法生产高纯氧化镁，产品纯度达到MgO≥99%，但该方法耗能较高，且受国内资源影响。除此之外，国内大多数相关研究目前还停留在实验室阶段。北京科技大学的沈兴以工业级海水氯化镁和硫酸镁为原料，采用碳酸氨镁法可制得含MgO≥98%的高纯氧化镁，以青海工业级氯化镁经过一次重结晶后为原料，采用碳酸氨镁法制得高纯氧化镁，产品主含量达99％以上；青岛海洋大学的刘亦凡教授在对盐田苦卤综合利用工艺中也采用碳酸氨镁法生产高纯氧化镁。但该工艺也存在不少问题，一是碳酸氨镁合成过程中终点难以控制；二是设备的容积利用率低；三是碳酸氨镁在分解过程中，产生

4、的氨气和二氧化碳分别为酸性和碱性，对设备材质要求较高；四是工艺路线长，生30产成本高，因此，国内外还没有采用该方法生产高纯氧化镁的生产厂家。中南大学中标青海省第一号的重大科技攻关招标项目“盐湖水氯镁石制取高纯镁砂生产技术开发研究”，其生产工艺采用水氯鎂石与氨反应制取镁砂；运城八星化工集团股份有限公司利用含镁卤水和碳酸氢氨为原料生产活性氧化镁，产品主含量在97％以上，碘吸附值大于160，但由于原料转化率低、生产成本高、母液无法回收利用等原因，仅生产了很短时间。根据相关报道，国外生产高纯氧化镁大多以海（卤）水为原料。这是因为与白云石法和菱镁矿法相比较，以海（卤）水为原料具有明显优势，一是资源丰富，

5、二是因在液相中进行反应，易通过化学精制及洗涤等方法除去杂质，保证产品纯度，三是工艺简单，不需酸溶及复杂的纯化等工艺，而且对环境无影响。目前利用海（卤）水为原料合成氧化镁的方法主要有以下几种：⑴、乳浆法包括石灰石乳浆法和白云石乳浆法两种，即海（卤）水中的氯化镁与灰乳浆（石灰石或白云石煅烧后加水配制而成）反应生成氢氧化镁，再经煅烧生成氧化镁。由于原料成本很低，故适宜于从Mg2＋浓度较低的海水中提取氧化镁。此法是国外采用最多的方法，如日本和英国就普遍采用此法生产高纯度海水镁砂。由于海（卤）水并不是纯的镁盐溶液，而且也难于找到大量符合商品生产所需要的不含杂质的白云石和石灰石，所以要得到高纯度的氧化镁工

6、艺较为复杂，此法主要缺点是产品中的钙高、硼高。⑵、纯碱法利用碳酸钠与可溶性镁盐生成碱式碳酸镁，再经煅烧可制得氧化镁。该方法工艺简单成熟，但由于原料成本高，产品市场竞争力不强，该方法很少采用。⑶、镁盐直接热解法主要是氯化镁浓溶液直接在高温炉内热分解生成氧化镁和氯化氢气体。分解过程为：六水氯化镁加热至117℃即开始脱水，升温至230℃便生成碱式氯化镁，温度大于527℃时，碱式氯化镁水解生成氧化镁和含水的氯化氢气体，生成的氧化镁再经水洗纯化制得高纯度氧化镁。但由于此方法生成了氯化氢气体，在高温下设备腐蚀非常严重，所以对设备材料要求很高，在国内还没有得到应用。⑷、碳化法30在高浓度含镁离子卤水中通入二

7、氧化碳，在一定条件下，使其生成碳酸镁或碱式碳酸镁的方法，经纯化、轻烧、加工成熟及重烧的工艺制成高纯镁砂。碳化法主要用于从白云石、菱镁矿及卤水、海水等含镁原料中提取碳酸镁、氧化镁、高纯度碱性耐压材料、原料及特种用途的氧化镁。碳化法较之乳浆法的一个显著优点是中间产物为碱式碳酸镁，其过滤性能比氢氧化镁好，缺点是：设备庞大，投资大，碱式碳酸镁组成不固定，产品中钙含量较高（以白云石或、菱镁矿为原料时存在该问