一、氧化镁的生产方法有哪些
1、双减碳化法
为了提高氧化镁的提取率,并降低产品能耗。提高产品质量,增加产品品种,双减法碳化工艺主要是改变了碳化条件,减去了高能耗的生产过程。将净化过的石灰乳液在特定条件下进行碳化反应,使80—90%的MgO被溶解,并生成含MgO 20~30克/升的碳酸轻镁过饱和溶液。经快速压滤,在特定条件下使碳酸轻镁饱和溶液在20~30度下解析出碱式碳酸镁。此碱式碳酸镁滤饼含水分只有50—60%。经煅烧得轻质氧化镁产品。
该工艺特点:
(1)氧化镁的提取率增高了20-30%。
(2)减去了压缩和热解过程,降低了碱式碳酸镁滤饼水分含量25-30%。
因此每吨轻质氧化镁产品煤耗降低75%,电耗降低65%。
2、气相法
将高纯度金属镁和氧反应生成晶核,然后使颗粒继续成长,制得高纯度微粉氧化镁。含氧化镁80%(重量)以上的粗原料用无机酸(硫酸、盐酸、硝酸)以摩尔比1:2的比例进行溶解,制成无机酸的镁盐。精制除去其中杂质,于氧气气氛下进行加压加热处理,再经水洗、脱水、干燥,于1100℃加热1h,制得高纯度氧化镁。
氢氧化镁煅烧法:以除杂净化的硫酸镁溶液为原料,以纯氨水为沉淀剂加入镁液中沉淀出Mg(OH)2,经板框压滤机进行固液分离,滤饼经洗涤得高纯度Mg(OH)2,再经烘干、煅烧制得高纯氧化镁。
煅烧法苦土粉经过水选,除去杂质后沉淀成镁泥浆,然后通过消化、烘干、煅烧,使氢氧化镁脱水生成氧化镁:
MgO H2O→Mg(OH)2
Mg(OH)2→MgO H2O
3、煅烧法
将菱镁矿在950℃下于煅烧炉中进行煅烧,再经冷却、筛分、粉碎,制得轻烧氧化镁。
纯碱法先将苦卤加水稀释至20°Be左右加入反应器,在搅拌下徐徐加入20°Be左右的纯碱澄清溶液,于55℃左右进行反应,生成重质碳酸镁,经漂洗、离心分离,在700~900℃进行焙烧,经粉碎、风选,制得轻质氧化镁产品:
5Na2CO3 5MgCl2 6H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O 10NaCl CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO 4CO2↑ 6H2O
4、碳化法
白云石经煅烧、消化、碳化后得到碱式碳酸镁,再经热分解、煅烧、粉碎、风选,即得轻质氧化镁。
5、碳铵法
碳铵法将海水制盐后的母液(镁离子含量在50g/L左右)除去杂质后与碳酸氢铵按适宜的比例混合,进行沉淀反应,再经离心脱水、烘干、煅烧、粉碎分级、包装,即得轻质氧化镁成品:
5MgCl2 10NH4HCO3 H2O→4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O 10NH4CI 6CO2↑
4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O→5MgO 4CO2 6H2O
6、碳酸化法
采用白云石或菱镁矿,经煅烧、加水消化、碳酸化、煅烧、粉碎,即可制得活性氧化镁。卤水白云石灰法以海水或卤水为原料与石灰或白云灰发生沉淀反应,将得到的氢氧化镁沉淀进行过滤、干燥、煅烧,制得活性氧化镁。苦土粉-硫酸-碳铵法将苦土粉等含镁原料与硫酸反应,生成硫酸镁溶液,其MgO H2SO4→MgSO4 H2O硫酸镁溶液与碳酸氢铵反应,生成碳酸镁沉淀,其MgSO4 NH4HCO3 NH3→MgCO3↓ (NH4)2SO4然后沉淀物经过滤分离、洗涤、烘干、煅烧、粉碎,制得活性氧化镁。
7、烧结法
以电熔镁块为原料。经选料、破碎、筛分后与一定比例的液态二氧化钛进行充分混合,再经水洗、烘干和烧结,筛选出粒径为40~150,即为成品高温电工级氧化镁。
8、卤水碳铵法
采用卤水与碳酸氢铵反应,生成碱式碳酸镁,然后进行陈化、洗涤、脱水、干燥、煅烧,经粉碎后再净化、热处理,制得硅钢级氧化镁。
9、电熔法
以高纯氧化镁为原料,经电熔制得成品。
10、盐酸法
将生产重质氧化镁的下脚料送入反应器,加入盐酸进行反应,生成六水氯化镁,再加入碳酸钠进行反应,生成碱式碳酸镁,用水洗涤,将碱式碳酸镁在高温煅烧,冷却后粉碎,制得磁性氧化镁。
二、氧化镁怎么还原成金属镁
氧化镁还原成金属镁的过程主要采用的是热还原法,这是一种在高温下使用还原剂将氧化镁还原为金属镁的冶炼方法。
1、原材料准备
(1)原料:氧化镁(MgO),通常是通过电化学法或烧结法制备得到的粉末状物质。
(2)还原剂:常用的还原剂包括硅铁、木炭、煤炭、焦炭等。其中,硅铁是一种常用的还原剂,它能够有效地将氧化镁还原成金属镁。
2、预处理
(1)氧化镁粉末中常含有一定的杂质,如氧化铁、氧化钛等。为了减少杂质对产物的影响,需要对氧化镁粉末进行预处理。
(2)预处理的方法有酸洗、碱洗和热处理等。其中,酸洗是常用的方法,可以有效地去除表面的杂质。
3、还原反应
(1)将预处理后的氧化镁粉末与还原剂一起放入反应炉中,进行还原反应。
(2)反应一般在高温下进行,温度范围通常为600-800℃,但在某些特定的热还原法炼镁方法中,如波尔扎诺法,反应温度可能达到2273-2573K。
(3)反应条件需要确保在真空或特定的气体氛围下进行,以提高反应效率和减少杂质的影响。
4、冷却与分离
(1)还原反应完成后,需要对产物进行冷却。冷却一般采用自然冷却的方法,同时也可以通过加入惰性气体进行冷却。
(2)冷却后,需要将金属镁与残余的还原剂进行分离。分离的方法有机械分离和物理分离等,一般采用振动筛进行分离。
5、精炼
通过精炼可以得到高纯度的金属镁。精炼的方法有真空蒸馏、电解精炼和气体冷却等。其中,真空蒸馏是常用的精炼方法,可以去除金属镁中的气体和杂质。
6、后处理
后处理包括干燥、包装和储存等步骤。干燥是将产物中的水分蒸发掉,以防止产物吸湿变质。包装是将产物包装成所需的形态,方便储存和运输。储存时需要注意防潮、防火等措施。
7、注意事项
(1)在整个生产过程中,需要实施严格的质量控制措施,确保每一步操作都符合标准,以减少不必要的损失和污染。
(2)考虑到环境保护和可持续发展的要求,应选择环境友好型的生产工艺和材料。
(3)定期对生产设备进行维护和升级,以确保其高效运行,减少故障和停机时间。
(4)对操作人员进行专业培训,确保他们具备足够的技能和知识来操作设备和监控生产过程。
通过上述步骤,可以高效地将氧化镁还原为金属镁,同时保证产物的质量和纯度。