硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法技术

一种硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法，其特征在于：其按以下步骤完成，　１）以硫酸镁废液为原料，加热浓缩至原体积的１／３－１／２，降浓缩液温度至３０－６０℃，添加氧化剂和浓度为５－８ｍｏｌ／Ｌ的氨水调节ｐＨ值为７．５－９，陈化３０ －６０ｍｉｎ后过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液；　２）将精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度３０－５０℃，滴加浓度为１．０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸钠溶液或浓度为１．０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸氢钠溶液和浓度为２．０－６．０ｍｏｌ／Ｌ的氨 水溶液或浓度为０．５－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸铵溶液至ｐＨ值为９．５－１２．４，保温陈化３０－６０ｍｉｎ，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用０．２ｍｏｌ／Ｌ的ＢａＣｌ↓［２］溶液检验洗涤液中无ＳＯ↓［４］↑［２－］为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀２－３次，得到氧化镁纳米粉体前驱体；　３）将前驱体放入微波炉中干燥，控制温度为８０－１００℃，时间３－５ｍｉｎ，取出碾磨，再置于微波炉中煅烧，控制温度为６００－１０００℃，时间５－１５ｍｉｎ，制得粒径为２０－５０ｎｍ的氧化镁纳米粉体 。

【技术实现步骤摘要】
一、
本专利技术涉及一种硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法，属于粉末冶金
二、
技术介绍
我国蛇纹石资源非常丰富，矿藏数量巨大，质地良好且大部分矿石中含有Ni、Mg等有价资源。尽管近些年来蛇纹石得到了较好的开发利用，但整体研究水平不高，尚处于初级阶段。蛇纹石是一种高镁矿物，其理论含MgO 43.6％，SiO243.3％，H2O 13.1％，蛇纹石矿可以作为耐火材料，还有Mg、Ni及Pd等有价元素的重要矿物来源，含镁较高的，提炼金属镁，含钴、镍较高的蛇纹岩，可提炼钴和镍。四川省是蛇纹石的富矿地区，蛇纹石中氧化镁的质量分数一般为25-36％，对其一般的处理方法是用硫酸分解，不溶物为二氧化硅，而镁被硫酸分解成硫酸镁，用蛇纹石酸解液提镍，其废液中含有大量的镁离子和锰离子，提取废液中的镁是可充分利用的资源。安峰等(<无机盐工业>，2006，38(5)：47-48.)用次氯酸钠法和氨水法来除去废液中的锰后提取废液中的镁。胡章文等(<合肥工业大学学报自然科学版>，2003，26(2)：232-235)以蛇纹石酸浸滤液为原料，其中，硫酸镁质量分数为24.5％-26.5％，另含有少量的Fe2+、Fe3+、Al3+、Cr5+和Ni3+等杂质离子，采用氨水沉淀法制备氢氧化镁。曾颖(<矿冶工程>，2006.2：57-60)运用酸浸—萃取—蒸发结晶的方法处理蛇纹石，从中提取镁、镍化合物和二氧化硅等高附加值化工产品。杨宏等(<北京工业大学学报>，2007，33(6)：613-616)采用高锰酸钾沉淀除锰，对Mn的去除率达90.6％-99.0％。朱云等(<矿产综合利用>，2006，(5)：27-30)以元江镍矿产出的硫酸镁废液为原料，采用硫酸镁-碳酸氢钠法制备轻质碳酸镁，产品中MgO的收率达90.42％，产品质量达到HG/T2959-2000合格品标准。符剑刚等(<湿法冶金>，2007，26(3)：132-135)采用硫酸浸出-净化沉镍的湿法工艺处理Ni质量分数0.554％的蛇纹石矿，然后提取氧化镁。上述方法合成工艺流程长、环境污染重，水热处理过程在较高温度下进行，使得设备及操作费用高、产品产量小、经济效益不佳。三、
技术实现思路
-->本专利技术的目的在于提供一种硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法，以含镍蛇纹石酸解提镍后的硫酸镁废液为原料，以氧化剂和氨水或氢氧化钠溶液调节pH值陈化过滤除锰，以碳酸钠溶液或碳酸氢钠和氨水或碳酸铵溶液为沉淀剂，无水乙醇为稳定剂和脱水剂，在30-55℃的温度下进行超声化学沉淀反应，经保温陈化，离心分离、洗涤，微波干燥和煅烧制备氧化镁纳米粉体。所制得的氧化镁纳米粉体具有粒径小，其粒径为20-50nm，粉体颗粒呈球状，分布均匀团聚少。氧化镁回收率达到95％以上。本专利技术按以下步骤完成1)以硫酸镁废液为原料，加热浓缩至原体积的1/3-1/2，降浓缩液温度至30-60℃，添加氧化剂和浓度为5-8mol/L氨水或调节pH值为7.5-9，陈化30-60min后过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液；所述硫酸镁废液为含镍蛇纹石酸解提镍后的硫酸镁废液；所述氧化剂为NaClO、MnO2、H2O2或KMnO4；2)将精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度30-50℃，滴加浓度为1.0-2.0mol/L的碳酸钠溶液或浓度为1.0-2.0mol/L的碳酸氢钠溶液和浓度为2.0-6.0mol/L的氨水溶液或浓度为0.5-2.0mol/L的碳酸铵溶液至pH值为9.5-12.4，保温陈化30-60min，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mol/L的BaCl2溶液检验洗涤液中无SO42—为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀2-3次，得到氧化镁纳米粉体前驱体；3)将前驱体放入微波炉中干燥，控制温度为80-100℃，时间3-5min，取出碾磨，再置于微波炉中煅烧，控制温度为600-1000℃，时间5-15min，制得粒径为20-50nm的氧化镁纳米粉体。3、与公知技术相比本专利技术具有的优点及积极效果1)采用超声化学沉淀—微波干燥煅烧联合法来制备氧化镁纳米粉体，通过超声波、微波等技术的有效集成来强化共沉淀化学反应或传递过程，把单个的工艺技术有机地结合起来，制得的产品质量好，易于实现工业化生产；2)无需添加有机试剂和分散剂，利用超声波具有超声空化所产生的反应环境，来控制氧化镁纳米粉体的团聚，使沉淀反应温度降低，反应时间缩短。缩短了氧化镁纳米粉体的制备周期；3)微波干燥煅烧粉体结构疏松、易磨、颗粒小、加热速度快。-->四、附图说明：图1是本专利技术的工艺流程图。五、具体实施方式实施例1：取含MgO 33.41％、Mn 0.33％硫酸镁废液加热浓缩至原体积的1/3，降温至55℃，按每克粗硫酸镁滴加双氧水0.00252ml，接着滴加浓度为7.2mol/L的氨水溶液调节pH至8止，陈化50min，静置3h过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液。取1500ml硫酸镁精液置于50kHz，100W的超声恒温水浴中搅拌，控制温度40℃，滴加浓度为2.0mol/L的碳酸钠溶液至pH值为10.5，再接着滴加浓度为6mol/L的氨水溶液至pH值11止，保温陈化30min，然后以4000r/min速度离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mol/L的BaCl2溶液检验洗涤液中无SO42—为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀2次，得到的沉淀即为氧化镁前驱体；将前驱体放入微波炉(微波功率750W、频率2450MHz)中干燥，控制温度为100℃，时间5min，取出细磨，再置于微波炉中煅烧，微波功率为700W，控制温度为750℃，时间12min。制得平均粒径为28nm氧化镁纳米粉体。粉体颗粒均呈球状，分布均匀无团聚，分散性好。氧化镁回收率达到95％以上。实施例2：取含MgO 33.41％、Mn 0.33％硫酸镁废液加热浓缩至原体积的1/2，降温至50℃，按每克粗硫酸镁滴加双氧水0.00252ml，接着滴加浓度为7.2mol/L的氨水溶液调节pH至7.8止，陈化60min，静置3h过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液；取1000ml硫酸镁精液置于50kHz，100W的超声恒温水浴中搅拌，控制温度35℃，滴加浓度为2.0mol/L的碳酸氢钠溶液至pH值为10.5，再接着滴加浓度为2.0mol/L的碳酸铵溶液至pH值11.5止，保温陈化30min，然后以4000r/min速度离心分离并反复洗涤沉淀，直到用0.2mol/L的BaCl2溶液检验洗涤液中无SO42—为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀2次，得到的沉淀即为氧化镁纳米粉体前驱体；将前驱体放入微波炉(微波功率750W、频率2450MHz)中干燥，控制温度为100℃，时间5min，取出碾磨，再置于微波炉中煅烧，微波功率为700W，控制温度为650℃，时间15min。制得平均粒径为20nm氧化镁纳米粉体。粉体颗粒均呈球状，分布均匀无团聚，分散性好。氧化镁回收率达到97％以上。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法，其特征在于：其按以下步骤完成，　１）以硫酸镁废液为原料，加热浓缩至原体积的１／３－１／２，降浓缩液温度至３０－６０℃，添加氧化剂和浓度为５－８ｍｏｌ／Ｌ的氨水调节ｐＨ值为７．５－９，陈化３０－６０ｍｉｎ后过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液；　２）将精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度３０－５０℃，滴加浓度为１．０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸钠溶液或浓度为１．０－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸氢钠溶液和浓度为２．０－６．０ｍｏｌ／Ｌ的氨水溶液或浓度为０．５－２．０ｍｏｌ／Ｌ的碳酸铵溶液至ｐＨ值为９．５－１２．４，保温陈化３０－６０ｍｉｎ，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用０．２ｍｏｌ／Ｌ的ＢａＣｌ↓［２］溶液检验洗涤液中无ＳＯ↓［４］↑［２－］为止，将沉淀用无水乙醇洗涤沉淀２－３次，得到氧化镁纳米粉体前驱体；　３）将前驱体放入微波炉中干燥，控制温度为８０－１００℃，时间３－５ｍｉｎ，取出碾磨，再置于微波炉中煅烧，控制温度为６００－１０００℃，时间５－１５ｍｉｎ，制得粒径为２０－５０ｎｍ的氧化镁纳米粉体。

【技术特征摘要】
1、一种硫酸镁废液除锰制备氧化镁纳米粉体的方法，其特征在于：其按以下步骤完成，1)以硫酸镁废液为原料，加热浓缩至原体积的1/3-1/2，降浓缩液温度至30-60℃，添加氧化剂和浓度为5-8mol/L的氨水调节pH值为7.5-9，陈化30-60min后过滤除锰，制得除锰后的硫酸镁精液；2)将精液置于超声恒温水浴中搅拌，控制温度30-50℃，滴加浓度为1.0-2.0mol/L的碳酸钠溶液或浓度为1.0-2.0mol/L的碳酸氢钠溶液和浓度为2.0-6.0mol/L的氨水溶液或浓度为0.5-2.0mol/L的碳酸铵溶液至pH值为9.5-12.4，保温陈化30-60min，然后离心分离并反复洗涤沉淀，直到用...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宁，杜景红，严继康，陈为亮，姚云，严玉环，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53