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高纯氢氧化镁的生产工艺研究

发布时间:02-10

氢氧化镁属于环保型的无机阻燃剂和耐火材料,化学分子式为Mg(OH)2,相对密度为2.36,相对分子质量为58.3。其外形是白色粉末,在显微镜下呈六方晶体结构,其折射率为1.561.氢氧化镁在温度为350℃时可分解成氧化镁和水,温度上升至430℃时,其分解的速度达到极大值,温度为490℃左右分解会完成。氢氧化镁属碱性物质,可溶于铵盐和酸性溶液中。相较于氢氧化钠来说,在多种性能上有着显著的优势,这也是氢氧化镁产品应用十分广泛的重要原因之一。


1. 高纯氢氧化镁生产工艺介绍

高纯氢氧化镁的生产工艺有很多,主要有卤水一氯气法、氢氧化钠法、卤水一石灰法、浓海水提取法等。

①卤水一氨气法生产高纯氢氧化镁依据的原理是Mg— CI+2NH+2HO- Mg(OH)z+2NHC1,指在加入品种的反应釜中,按照一定比例均匀加入纯水、氨气和精制卤水,形成的氢氧化镁浆料经过陈化、过滤、洗涤、干燥等步骤,最终得到高纯氢氧化镁。铵盐和卤水都具有可溶性,所以这种工艺生产出来的产品纯度高。

在氢氧化镁反应的过程中,既有均相成核,又有异相成核。均相成核指Mg和OH相遇直接形成晶核,而异相成核指Mg和OH在氢氧化镁晶种颗粒的表面相遇形成晶核,其结果是使原来的晶粒长大。均相成核形成品核后,会通过异相成核进一步成长为按一定品格排列的晶型沉淀。生产过程中以异相成核为主,产品结晶更易控制,产品粒径较大(D50=30—601xm),易于洗涤过滤,氨为弱碱,有着成本低、对设备腐蚀性要求低等优点,需要注意的是:产品性能指标会出现不太稳定的情况,在此工艺进行的过程中仍有较大的完善空间。

②氢氧化钠法生产高纯氢氧化镁的原理是2NaOH+Mg—cl一2Nacl+Mg(0H)2,因氢氧化镁和钠盐都具有可溶性,因此使用该工艺生产的产品纯度高。但是过程中以均相成核为主,产品粒径小,而且洗涤和过滤相对困难,对设备的耐腐蚀性能要求高,因此成本很高,在化工生产中很少采用。

③卤水一石灰法生产高纯氢氧化镁的原理是MgC1+ ca(0H)z—caclz+Mg(OH)z,氨为弱碱性,相对来说产品结晶更易控制,而且成本较低。只是产品提纯过程十分复杂,此工艺在实施过程中有很大的改善空间。

④浓海水提取法生产高纯氢氧化镁,生产的产品纯度高,理化指标好,但是工艺复杂,成本很高,在实施过程中有很大的改善空间。

2. 影响其反应过程的主要因素有哪些

影响其反应过程的主要因素有反应压力、反应温度、PH值、搅拌速度等。

①反应压力对反应过程的影响

卤水一氨气法生产高纯氢氧化镁的时候,是通氨气入反应釜内,为了提升氢氧化镁的转化率,增加其反应速率,根据反应釜耐压设计,反应压力为0.1-0.2MPa。

②反应温度对反应过程的影响

卤水一氯气法生产高纯氢氧化镁是放热反应,温度升高的时候,会抑制氢氧化镁的合成反应,使成核速率降低;而且温度升高时,溶液的粘度会减小,进而增加离子及粒子的扩散速度,使晶体成长速率增大,晶核长大。得出的结论是:最佳反应温度为60~9O℃。

③PH值对反应过程的影响

在一定的温度条件下,反应达到平衡时,其溶度积为一常数。依据离子方程式 20H+Mg一 Mg(OH)2,在理论上计算得出的最佳 PH值是8~10。

④搅拌强度对反应过程的影响

通常情况下,搅拌强度对浆料质量的分数影响很小,对粒径分布有着较大的影响。如果搅拌强度越大,粒子或离子在晶核表面停留时间就越短,这个时候晶核还没来得及生长,就离开晶核表面,会限制晶核的生长。所以搅拌强度越大的话,氢氧化镁的粒径就会越小,得到的结论是:最佳搅拌强度为80N120r/min。

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