制取电解镁的方法
一、氧化镁成球氯化电解法
(1)生产工艺。原料为白云石和海水(也可采用卤水)。白云石锻烧后与海水反应生成Mg(OH)2,焙烧Mg(OH)2得到MgO,MgO与石油焦和卤水制成球团,球团烘干后加入氯化炉,同时通入Cl2进行氯化制得无水氯化镁熔体。电解无水氯化镁得到金属镁。挪威普斯格隆镁厂老法生产系统采用这一工艺。
(2)主要设备。白云石煅烧、Mg(OH)2焙烧和球团干燥,均采用回转窑。采用氯化炉将球团氯化制得无水氯化镁熔体,作为电解原料。
二、菱镁矿氯化电解法
(1)生产工艺。原料为菱镁矿。菱镁矿破碎成10mm~30mm粒度,石油焦(还原剂)破碎成3mm~25mm粒度,按配料比称量菱镁矿和石油焦,加入氯化炉,同时通入Cl2。菱镁放在炉内先分解成MgO,然后在1100℃温度下进行氯化反应生成氯化镁。电解氯化镁得到金属镁。精炼后铸成镁锭(中国抚顺铝厂镁分厂采用此工艺)。
(2)主要设备。菱镁矿氯化生产氯化镁熔体,采用氯化炉。该氯化炉结构与氧化镁成球氯化所用裂化炉相同。
三、半连续法
(1)生产工艺。以白云石为原料,海化集团氯化镁厂,经破碎至适当粒度后煅烧得到煅白(CaO?MgO)、造渣料铝土矿煅烧除去挥发份。将煅白、煅烧过的铝土矿和还原剂硅铁分别加入各自料仓中,三种炉料定时加入还原炉,在1600℃温度下进行还原。还原出的金属镁汇集在冷凝器坩埚中。一个还原周期24h。一个周期内排渣2次,一个周期结束后,将坩埚运到精炼车间通过精炼炉精炼,铸成镁锭。法国马利纳镁厂和美国阿迪镁厂采用此工艺。
(2)主要设备。白云石煅烧和铝土矿煅烧,采用回转窑。还原采用半连续还原炉,还原炉采用单相电极加热。用1台8400kV变压器供电。炉盖上有3个加料孔,分别接煅白、铝土矿和硅铁仓。炉内温度1600℃,压力4655Pa,炉料在炉内呈熔融状态。反应生成的镁蒸汽进入连接在炉子上的冷凝器坩埚内。一个生产周期24h,产镁7t。还原炉操作采用计算机控制。
四、皮江法
(1)生产工艺。以白云石为原料,经破碎至适当粒度后煅烧,得到煅白,煅白磨成粉。硅铁破碎后磨成粉。硅铁粉和添加剂荧石粉,按比例配比混合,压成团块。加入还原炉中的还原罐内。用真空泵抽还原罐成低真空(罐内压力2Pa~5Pa),在1200℃温度下物料进行还原反应,镁蒸汽在罐头冷却区域冷凝成结晶镁。根据还原罐大小确定还原周期为8h、12h、24h。一个还原周期结束后,取出结晶镁,排出还原渣加料后开始下一个还原周期。将结晶镁精炼后铸成镁锭(加拿大哈雷镁厂及中国多数镁厂采用此工艺)。
(2)主要设备。白云石煅烧采用回转窑,磨粉采用球磨机,压团采用对辊式压团机,还原采用皮江法还原炉。还原炉中横向摆放一排耐热钢还原罐。还原罐内径300mm左右,壁厚30mm,一头用封头焊上,另一头(加料后)放入遮热板、结晶器、法兰盖,并用水冷却,还有连接真空管道的法兰。抽真空,氯化镁,氯化滑阀式机械泵和真空机组。精炼采用坩埚精炼炉。
五、光卤石脱水法
(1)生产工艺。以天然光卤石(也可采用合成光卤石)为原料,经过提纯除去NaCl和其他杂质,制成含NaCl<6%的低钠光卤石。然后将光卤石(KCl?MgCl2?6H2O)脱水。脱水分两段进行,一段脱水用热空气加热脱水,得到一次脱水料(KCl?MgCl2?2H2O);二段脱水在熔融状态下脱水,***除去水分,得到无水光卤石。电解无水光卤石(KCl?MgCl2)得到金属镁。精炼后铸成镁锭。废电解质含KCl72%左右,可作为钾肥出售。(独联体5家镁厂全部采用此方法)。
(2)主要设备。光卤石一次脱水采用沸腾炉。沸腾炉为矩形,里面用隔板分为3室,每室有几块带溢料孔隔板。沸腾炉筛板上面3个室的温度分别为125℃~135℃、150℃~180℃和190℃~220℃。每个室由1台燃烧炉供给热风,燃料为煤气或***,每台沸腾炉日产一次脱水料150t~230t。光卤石二次脱水采用氯化器,氯化器由3个室组成一熔化室、氯化室和澄清室。熔化室由电极加热。氯化室也由电极加热并有lv气通入管。澄清室不加热。光卤石一次脱料送入熔化室,在550℃左右温度下熔化并脱水,然后流入氯化室,QB/T2605-2003,在850℃左右温度下***脱除水分,水解生成的MgO与LV气反应生成MgCl2。再流入澄清室,未氯化的MgO沉至底部,上部熔体就是无水光卤石。每台氯化器日产无水光卤石110t~150t。上部熔体再打入电解槽做为电解镁的原料。
副产氯化镁的应用跟前景
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药厂副产氯化镁
肖酸钾厂副产氯化镁
肖酸法副产氯化镁
氯化镁物理性质:
性状: 纯品为无色单斜结晶,工业品通常呈黄褐色,有苦咸味。
熔点: 116~118℃
相对密度: 1.569
溶解性: 溶于水和乙醇
化学性质: 加热脱水后可制取四水、二水或无水氯化镁。
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