一种由含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法技术

一种由含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法，属于无机化工材料制备技术领域。本发明专利技术以含钙氢氧化镁为原料，首先通过液相转化法利用除钙剂和分散剂对原料进行脱钙和分散，得到分散状高纯氢氧化镁；然后将上述氢氧化镁在中低温真空条件下进行活化焙烧，得到高比表面积多孔氧化镁；再将上述氧化镁加入含表面活性剂的水溶液进行活化转化，得到高纯高活性氢氧化镁产品。本发明专利技术工艺简单、过程温和易控,产品纯度高、比表面积大、活性好，可作为基础无机化工产品或高效吸附剂用于医药、阻燃、冶金、催化、脱硫、吸附等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种由含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法
本专利技术涉及一种高纯高活性氢氧化镁制备方法，属于无机化工材料制备

技术介绍
氢氧化镁是一种性能优越，用途广泛的基础无机化工产品，其中，高纯高活性氢氧化镁因其具有杂质少、反应活性高、吸附能力强等特点，作为高附加值产品正引起人们广泛关注。氢氧化镁制备方法主要有气相法和液相法。气相法一般以氯化镁或碳酸镁为原料，首先通过焙烧制备氧化镁，然后再水解成氢氧化镁。如以色列死海集团的Aman工艺(HarbenP.MinsterT.IndustrialmineraldevelopmentinIsrael,IndustrialMinerals,1997(6),49-62.)。目前在世界范围内共有3套装置采用Aman工艺生产氢氧化镁，包括奥地利VeitsherMagresitWerkeA.G.公司及维也纳Andritz公司Ruthner分部。Aman工艺基本流程：首先对提取钾、钠、溴后的卤水进行除杂处理，再用高温废气将氯化镁浓缩至300-550g/l，直接喷入“Aman型喷雾反应器”中热解，热解后的固体产物粗氧化镁再经水解，形成氢氧化镁。用该方法制备的氢氧化镁大多为亚微米级片状产品，分散性好，比表面低于20m2/g,常用作电缆等塑料行业的无卤阻燃剂。美国、日本大多采用碱中和或碳酸盐沉淀卤水/海水再煅烧方式制备氧化镁，再经水解得到纯度较高的氢氧化镁(AnY,YinY,ZhangJ,ZhangY,Preparationofmagnesiumhydroxideusedasfireretardant,byhightemperaturesinteringmagnesitetoobtainmagnesiumoxide,addingmagnesiumoxideintodeionizedwater,andreactingwithureatoprecipitatemagnesiumhydroxidecrystals,2012,CN102502727-A；王云山，许景秀，低品位菱镁矿生产高纯氢氧化镁和氧化镁的方法，2013，CN103011630A；XueLi,TongxinShi,PengChang,HanHu,JiayangXie,YunyiLiu,Preparationofmagnesiumhydroxideflameretardantfromlightcalcinedpowderbyammoniacirculationmethod,PowderTechnology,260(2014)98-104；郭光远，利用盐湖水氯镁石制备高纯氢氧化镁，化工矿物与加工，2007，(9)，3-5)。我国一般通过菱镁矿焙烧-水化或盐湖氯化镁液相转化方法制备氢氧化镁(颜亚盟，从菱镁矿制备氢氧化镁阻燃剂的研究现状，盐业与化工，2013，42(1)，4-7；向兰，刘峰，金永成，金涌，试论我国西部盐湖镁资源的高度利用对策，海湖盐与化工，2002，31(4)，24-27；刘玉胜，刘翠，马培华，利用盐湖卤水制取氢氧化镁的技术探索，盐湖研究，2004，12(2)，51-55)。菱镁矿焙烧-水化法因原料含杂较多，难以得到高纯产品(姜玉芝，韩跃新，印万忠，白丽梅，利用菱镁矿制氢氧化镁，东北大学学报(自然科学版)，2006，27(6)，694-697；杜高翔，王柏昆，利用菱镁矿尾矿制备纳米级片状氢氧化镁，地学前缘，2008，15(4)，142-145)；氯化镁液相转化方法通常用氢氧化钠、氨水或氢氧化钙等为沉淀剂将氯化镁转化为氢氧化镁，具有过程温和易控等特点，在我国应用较广(向兰，吴会军，金永成，金涌，阻燃型氢氧化镁制备技术评述，海湖盐与化工，2001，30(5)，1-4)。液相法制备高纯氢氧化镁大多以氢氧化钠或氨水为沉淀剂，氢氧化钠法制备的产品多呈凝胶状，难以过滤分离，且有钠氯离子吸附隐患(吴会军，向兰，金永成，金涌，高分散氢氧化镁粉体的制备及其影响因素，无机材料学报，2004，19(5)，1181-1185)；氨法制备的氢氧化镁产品纯度高、易于过滤，但单程转化率低，因氨蒸发引起的操作环境较差，且副产物氯化铵销路不佳，目前大多通过转化蒸氨方式回收利用(王志强，吕秉玲，刘建平，蔡英骥，李凤锦，于洪波，沉淀法合成高纯超细氢氧化镁的研究，无机盐工业，2001，33(4)，3-4)。另外，氢氧化钠法和氨法均有沉淀剂较贵、成本较高等问题。上述工艺、工程或技术经济问题限制了氢氧化钠法和氨法的大规模工业应用。石灰(氢氧化钙)法生产氢氧化镁具有成本低、产物易分离特点，但常含钙、铁、硅等杂质，纯度一般低于97wt％，且易团聚、活性低(韩海波，赵华，刘润静，胡永琪，胡庆福，李彦菊，卤水-石灰乳法制备纳米氢氧化镁新工艺研究，无机盐工业，2008，40(2)，31-32)。采用低溶度饱和石灰溶液(马志伟，张南江，周可，王中川，刘焕强，李路，卤水石灰法生产高纯氢氧化镁的工艺，CN200910020974.5，2010)避免固固转化、采用湿式筛分(张雨山，黄西平，王俐聪，高春娟，王玉琪，蔡荣华，减少钙法生产氢氧化镁反应完成液中杂质的方法，CN200910070965.7，2010)去除大粒杂质、加入氢氧化镁晶种(江山，柯鼎，王泽强，含氯化镁、氯化钙混合溶液石灰晶种法生产氢氧化镁的方法，CN201410025879.5，2014)诱导成核、调控石灰乳pH(王敏，赵有璟，张宏韬，时历杰，李法强，黄培锦，一种制备氢氧化镁的方法，CN201310632891.8，2014)减缓沉淀反应速率，实现较高纯度氢氧化镁制备。目前针对含钙团聚态氢氧化镁的后续除钙工艺涉及较少，采用酸浸(王少青，李彩虹，刘进荣，利用盐湖卤水制备高纯超细氢氧化镁，盐业与化工，2008，37(1)，1-4)可以使含钙杂质进入酸浸液中，达到除钙目的。采用旋液除钙法(胡庆福，宋丽英，刘宝树，轻烧粉水化法制取阻燃级氢氧化镁新工艺，无机盐工业，2006，38(7)，30-32)利用密度差达到除钙目的。采用高温水热处理含钙氢氧化镁(王兰君.利用卤水生产阻燃型氢氧化镁工艺研究，无机盐工业，2009，41(10)，42-44)，促进氢氧化镁溶解沉积。均可适度提高含钙氢氧化镁纯度，但仍存在效率低、纯度不高(一般小于97wt％)问题。活性氢氧化镁一般先通过菱镁矿焙烧-水化法(李淑荣，活性氢氧化镁的合成方法，2008，CN101214979A)，该法是先将菱镁矿焙烧得到轻烧镁，轻烧镁再经过碱性剂或高分子剂水化得到活性氢氧化镁，由此法制得的氢氧化镁比表面积低，纯度不高，或者在氧化镁水化过程中加入表面活性剂(LiS,Synthesisofactivemagnesiumhydroxideforuseasadhesiveinvolvessinteringthenaturalmagnesite,preparingcalcinedmagnesite,heating,processingemulationreaction,coolingdown,andpreparingactivemagnesiumhydroxidesolution,2008,CN101214979-A)来调控其活性，对于高比表面积的活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法，其特征在于方法包括如下步骤：1)以平均团聚粒径为5‑50微米、主含量85‑97wt％的含钙团聚态氢氧化镁为原料，并加入含0.01‑20wt％除钙剂和0.01‑20wt％分散剂，制成固含率为1‑30wt％的悬浮液，在10‑100℃温度下反应0.5‑36小时，过滤、洗涤、干燥，得到氢氧化镁主含量≥98.5wt％的分散状高纯氢氧化镁；2)将分散状高纯氢氧化镁置于真空炉中，在空气或氮气氛围中以0.05‑30℃/分速度升温至300‑700℃，恒温焙烧1‑24小时，得到比表面积100‑800m2/g的多孔高活性氧化镁；3)将多孔高活性氧化镁加入含0.001‑20wt％表面活性剂的水溶液，制成固含率为1‑40wt％悬浮液，然后在10‑150℃下水化转化0.5‑10小时，过滤、洗涤、干燥，得到平均原始粒径0.1‑4微米、平均团聚粒径0.2‑4微米、比表面积为60‑500m2/g、主含量≥99wt％的高纯高活性氢氧化镁产品。

【技术特征摘要】
1.一种由含钙氢氧化镁制备高纯高活性氢氧化镁的方法，其特征在于方法包括如下步骤：1)以平均团聚粒径为5-50微米、主含量85-97wt％的含钙团聚态氢氧化镁为原料，并加入含0.01-20wt％除钙剂和0.01-20wt％分散剂，制成固含率为1-30wt％的悬浮液，在10-100℃温度下反应0.5-36小时，过滤、洗涤、干燥，得到氢氧化镁主含量≥98.5wt％的分散状高纯氢氧化镁；所述的含钙团聚态氢氧化镁的钙含量为0.01-10wt％、平均原始粒径为0.1-4微米、比表面积为5-40m2/g；所述的除钙剂为酒石酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸钠、柠檬酸、葡萄糖、羧甲基羟基丙二酸、羧甲基羟基丁二酸中的任一种或多种；所述的分散剂为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸铵和六偏磷酸钠中的任一种或多种；2)将分散状高纯氢氧化镁置于真空炉中，在空气或氮气氛围中以0.05-30℃/分速度升温至300-700℃，恒温焙烧1-24小时，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：向兰，张军平，姬昱，余波，易美桂，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11