氧化镁生产工艺综述

氧化镁生产工艺综述

卤水制氧化镁

察尔汗盐湖是世界上最大的钾镁盐共生盐湖，在提取氯化钾过程中副产10倍于钾肥的氯化镁，制备氧化镁可大批利用副产氯化镁，同时可以缓解国内镁砂需求，对青海盐湖资源的合理开发和综合利用有深远的意义。由卤水或水氯镁石制备氧化镁的方法主要有石灰法、碳铵法、纯碱法、水氯镁石直接热解法。3.3.1石灰法将氯化镁溶液与煅烧石灰石（或白云石）灰乳反应生成氢氧化镁沉淀，煅烧的氧化镁，

由水氯镁石石灰石生产氧化镁工艺流程图此法生产1t镁砂副产2.76tCaCl2,如果不能对其进行有效地利用，会产生新的废物堆，致使生产规模不能扩大。

碳铵法

碳酸氢铵（或二氧化碳与氨）同氯化镁溶液反应生成碱式碳酸镁，经煅烧分解成

图2碳铵法制取氧化镁和氯化铵工艺流程图氧化镁，工艺流程如图2所示。该法以碳酸铵为辅助原料，蒸发水量也大，热能耗量增大，会提高生产成本，如以合成氨工厂排放的二氧化碳废气和中间产品氨气为辅助原料，生产成本较低。

3.3.3氨法将水氯镁石（或老卤）与液氨（或氨水）晶种沉镁，沉淀经洗涤、烘干、煅烧得到氧化镁产品，工艺流程如图3所示。

氨法制备氧化镁工艺沉镁效率可达80%-85%，氨转化率可达80%，产品中氧化镁质

量分数在90%以上，副产的NH4Cl可作为化肥化工原料，且无工业三废，基本无环境污染，如在沉镁过程中添加特殊晶种核心，可生产超细氧化镁、磁性氧化镁及空气氧化镁。3.3.4纯碱法将卤水与纯碱反应，生成碱式碳酸镁沉淀，洗涤、脱水后煅烧，制得氧化镁。此法制得的氧化镁产品纯度较高，工艺简单，能耗小，但使用纯碱会使成本过高。以上4种方法都在液相中反应，通过加入沉淀剂、洗涤剂和化学精制等方法除去杂质离子，保持碱式碳酸镁或氢氧化镁的纯度，最终高纯镁砂纯度可达99.9%以上。但是，卤水生产高纯镁砂成本过高，能耗大，工艺复杂，存在很多难点。

3.3.5水氯镁石直接热解法含水氯化镁在空气（或热气流）中加热，随着温度升高逐步失去结晶水，反应方程式如下：

该法工艺流程较简单，不需消耗任何辅助原料，使生产成本降低，更易实现镁的高值化和产业化，现行方法主要有喷雾法和沸腾炉法2种。（1）喷雾热解法将卤水直接喷入热分解反应炉中进行热分解，煅烧后的到粗氧化镁，多次水洗除去为完全分解的可溶性氯化物，粗氧化镁完全水化生成Mg(OH)2,煅烧至轻质氧化镁，再重烧得到高纯镁砂，纯度可达99%以上，工艺流程如图4所示。

图4喷雾法制备氧化镁工艺流程图用此法生产氧化镁具有工业规模的厂家是以色列MishorRotem的死海方镁石公司。此工

艺的热解时间短，生产成本较低，氯化氢尾气腐蚀性强，对设备的要求很高，而且对氯化氢尾气的吸收和浓缩有很大难度。（2）沸腾炉热解法将原料经沸腾炉脱水，热解和焙烧，产品由出料管自动溢入集料缶储存。工艺流程如图5所示。

图5沸腾炉热解法制备氧化镁工艺流程图沸腾炉炉体散热较大，应采用适当的隔热保

温措施，才能较低散热，提高炉子的有效热利用率。

3.4由固体矿制备氧化镁

3.4.1煅烧菱镁矿法菱镁矿中含90%以上的碳酸镁，以及少量碳酸钙和其他微量杂质，直接煅烧便能得到纯度较高的氧化镁。此法工艺简单，生产成本低，产品活性较高。但是产品中含有CaO,SiO2,Fe和B等杂质，很难分离，产品中氧化镁的含量只能在98%左右，进一步提高纯度存在很多技术问题，解决这些问题将会大大提高生产成本。3.4.2碳化法将菱镁矿等固体矿煅烧成粉末，消化，通入CO2，进行碳化，加热水解生产碱式碳酸镁，再经干燥、灼烧得轻质氧化镁。此法生产成本低，但产品纯度较低，生产流程长，设备投资大。碳化反应方程式如下：

由碳化法进一步优化得到一系列高效的氧化镁生产工艺，如二次碳化法、加压碳化法、碳

氨双循环法等。（1）二次碳化法原理与碳化法相同，只是在起基础上进行了第二次碳化除杂，相对提高了产品的纯度。工艺流程如图6所示。

图6二次碳化法制备高纯氧化镁工艺流程图由于进行了二次除杂，产品中氧化镁的质量分数能超过99.2%的高纯要求。（2）加压碳化法在碳化法中常压碳化后有进行了更加彻底的加压碳化，大大提高了碳化除杂的效率和氧化镁产品的纯度。（3）碳氨双循环法工艺流程图如图7所示。与传统碳化法比较，此法生产周期短、能耗低、生产成本低而且产品质量稳定，母液、氨、二氧化碳等全部循环利用以保住环境最低污染。

图7

碳氨双循环法制备氧化镁工艺流程图运用此法白云石的提取率可达60%-64%，且产品氧化镁纯度较高。3.4.3酸解法酸解法主要分为酸解、煅烧、分解钙、酸溶、沉镁、灼烧六个步骤，工艺流程如图8所示。

图8酸解法制备氧化镁工艺流程图此法生产氧化镁，原料简单，设备投资少，能耗低，无工业三废污染，但进入的杂质离子较多，如不进行多步后处理，产品的纯度会受到影响。由于此法耗酸量大，如果没有适合的、廉价的酸来源，生产成本会大大提高。3.4.4硫铵法将菱镁矿粉碎后与硫酸铵反应，生成的硫酸镁吸收氨沉淀，煅烧而得产品氧化镁。主要反应为：

在与硫酸铵的反应中，CaO、Fe2O3、Al2O3和SiO2等杂质均不溶而被过滤除去，得到产品的纯度较高。

3.4.5硫酸铵复盐法利用铵盐与镁盐在水溶液中反应生成具有固定晶格组成的四水碳酸铵镁复盐，经200-250℃热分解得碳酸镁，再经500-600℃热分解得氧化镁产品。在生成此具有特定组成的复盐过程中，K+,Na+,Ca2+,Cl-,NO3-,SO42-以及[B(OH)4]-等杂质离子均被排斥在晶体外而留在溶液中，制得产品中各物质的质量分数（MgO）≥98%,（CaO）≥0.3%,（B2O3）≤0.008%。该工艺比较简单，设备投资少，热耗小，而且所得产品纯度较高，但其工业化生产的工艺条件并未成熟，没应用于工业化生产中。