CN102583455A

CN102583455A - 一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法

Info

Publication number: CN102583455A
Application number: CN2012100082159A
Authority: CN
Inventors: 许元兴; 郭伟亮
Original assignee: XINJIANG SHIQUAN GOLD MINING CO Ltd
Current assignee: XINJIANG SHIQUAN GOLD MINING CO Ltd
Priority date: 2012-01-12
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，包括以下步骤：（1）将蛇纹石在高温炉中1500-1600℃下煅烧1-3小时，得到活性氧化镁颗粒；（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为300-400目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。本发明所提出的从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，具有工艺简单，成本低，适于工业化生产的优点。

Description

一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法

技术领域

本发明涉及一种提取活性氧化镁的方法，具体地说是从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法。

背景技术

蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，如叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们的颜色一般常为绿色调，但也有浅灰、白色或黄色等。因为它们往往是青绿相间像蛇皮一样，故此得名。蛇纹石类矿物由于具有耐热、抗腐蚀、耐磨、隔热、隔音、较好的工艺特性及伴生有益组份，因而应用前景广阔，目前主要用于以下几个方面：（1）制造化肥，蛇纹石与磷灰石或磷块岩一起煅烧，可制成钙镁磷肥，如单独施用蛇纹岩细粉，亦有一定肥效；（2）作耐火材料；（3）医药工业用蛇纹石可作为制造泻利盐的原料；（4）用来提取提炼氧化镁，这蛇纹石也是工业中最主要的用途。

相关资料显示，蛇纹石加热到400-600℃时开胎脱水，在700℃时达到完全脱水，形成的矿物为镁橄榄石与MgO·SiO₂。在1000℃左右时，MgO·SiO₂生成顽火辉石。随着温度继续提高，即形成为斜顽辉石，因此，温度控制对于提取氧化镁来说相当重要。一般地，常用氧化镁有两种，即重质氧化镁或轻烧氧化镁：重质氧化镁是一种白色或米黄色粉末。相对密度3.26～3.43。无臭、无味、无毒，溶于酸和铵盐溶液，不溶于水和乙醇，在空气中易吸收水分和二氧化碳，在磁性材料行业用于彩色电视机偏转线圈(铁氧体软磁)和其他铁氧体磙性材料,钢珠抛光行业做抛光剂,电器行业做酚醛树脂(电子粉)的原料,染料行业做对氨基苯酚的生产辅料,在饲料、玻璃、陶瓷、工业催化、环保行业无有应用。轻烧氧化镁俗称菱苦土、轻烧粉引、镁氧粉，密度2.94，淡黄色或白色粉末，熔点2852℃，沸点3600℃，溶于酸和铵盐，难溶于水和乙醇，煅烧温度400℃时比表面积为180m²/g，1300℃时比表面积仅为3m²/g，在空气中易潮解，属于气硬性的胶结材料。

目前氧化镁的制取多以海水或菱镁矿为原料提取氧化镁，但制备高纯度的氧化镁主要是从海水中提取。从海水中提取氧化镁需用大量纯碱作沉淀剂以除去杂质，提取氧化镁的纯度愈高，所用纯碱的纯度也愈高，成本也愈高。

蛇纹石矿中氧化镁的含量一般在36%以上，而我国的蛇纹石资源丰富，分布范围广，但未得到应有的利用，如何从蛇纹石中提取氧化镁已引起人们的关注。蛇纹石主要由SiO₂（约40%）、MgO(约38%)、和Fe₂O₃（约8%）组成，此外还含有少量Al、Cr、Ca、Mn、等氧化物。现有的氧化镁提取工艺是：将蛇纹石矿粉碎成粉末状，加入硫酸溶矿浸取，生成可溶性镁盐及其它杂质的可溶性盐类，然后用沉淀法除杂，过滤后再结晶出碱式碳酸镁，锻烧得氧化镁，从蛇纹石中提取氧化镁的关键在于除杂工艺，它关系到氧化镁的提取纯度、生产成本及工业化生产的可行性等问题。上述现有技术的除杂是用碱溶液调节pH值进行沉淀除杂的。这种除杂法消耗大量的碱，因此成本较高。如果要求提取的氧化镁纯度越高，则碱的纯度也越高，生产成本也越高。沉淀除杂法的第二个问题是要从高含量的镁盐中完全分离亚铁离子是不可能的，为解决这一问题上述现有技术采用NaClO氧化剂将亚铁离子变为三价铁离子后予以清除，但NaClO价格很高，而且分离时过滤也较困难。沉淀除杂法的第三个问题是要从高含量的镁盐中分离出少量钙成分也是比较困难的。另外，在沉淀除杂中由于氢氧化铁胶体沉淀不仅给过滤带来困难，而且提取物的损失也较大，因此，该法不仅成本较高，而且也不适合于工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种成本低廉、直接煅烧即可从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，包括以下步骤：

（1）将蛇纹石在高温炉中1500-1600℃下煅烧1-3小时，得到活性氧化镁颗粒；

（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为300-400目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

优选地，步骤（1）所述的煅烧温度为1560℃。

优选地，步骤（1）所述的煅烧时间为2小时。

优选地，步骤（2）所述的细小微粒为300目。

在1500-1600℃的分解温度下煅烧，可以得到氧化镁，但同时也会发生新的问题。这就是煅烧温度过高时，氧化镁则成死烧氧化镁或微晶团聚体，死烧氧化镁、微晶团聚体的活性比较低，没有胶凝性，同时，高比例二氧化硅的存在，也会对物料的胶凝性产生不利影响。

氧化镁有多种物理形式，轻质氧化镁不溶于水；重质氧化镁不溶于水，在热水中能部分水化生成氢氧化镁；轻烧氧化镁则溶于冷水。只要制得轻烧氧化镁或重质氧化镁，都能较快水化制成氯氧水泥和其他复合胶凝材料。

本发明制备的易水化胶凝氧化镁，可用于制备硅酸镁胶凝材料，硅酸镁胶凝材料广泛用于工业、农业、建筑、民用等领域。材料可当做石灰、白水泥、氯氧镁水泥使用，可用于混凝土，涂料，板材，可作为仿石材料，浮雕、塑雕类材料，工艺品，管道、瓦类、罐类及构建类材料。硅酸镁胶凝材料可代替人造板材，生产加工各类地板、门窗、墙板及装饰板，如浮雕工艺门，复合门、橱柜门、衣柜门、保温装饰墙板等，可替代现有钢类及木制建材、型材，从而节约大量的木材及钢材，同时该种材料属于环保健康型，无人造板材的甲醛危害，也无放射性物质存在。硅酸镁胶凝材料可作为各种水泥使用，解决了普通水泥存在的固有缺陷，解决了普通水泥的使用工程造价偏高的问题。并且，硅酸镁铝胶凝材料可对建筑垃圾和各种煤渣、矿渣、粉煤炭进行利用，将这些材料作为填充料，变废为宝，推动环保节能的发展。运用硅酸镁胶凝材料制作的水泥经相关部门28天测试：抗压强度：66Mpa,抗折强度：8.5Mpa,细度80UM筛余度8%，比表面积m2kg:350，安定性：合法（用水煮法），凝结时间：初凝55min终结：8h。结论：可达525#水泥标准。运用硅酸镁胶凝材料制作混凝土参照400#硅酸盐水泥混凝土标准进行测试后得出：抗压强度：5605Mpa,抗折强度：12Mpa，腐蚀性：无，安定性：合法（用水煮法），毒性放射性：无毒无味无放射性，结论：可达400#混凝土标准。因此硅酸镁胶凝材料（主配方）适用于加工生产多种产品，是加工各种产产品主体材料。可根据该材料中添加剂的改变以及填充料的不同，采用硅酸镁铝胶凝材料制成的产品具有热膨胀性低、不易弯曲、变形、开裂，抗水性能好，不反潮、不反卤、不泛霜，优良的不燃性，优良的抗冻性，很高的抗渗性、耐磨性等优点以及使用方便快捷，可喷，刮，刷等多种形式，即可人工糊制，也可大规模机械化生产；加工生产出多种产品，有广阔的可利用性及市场前景。

本发明所提出的从蛇纹石中提取氧化镁的方法，具有工艺简单，成本低，适于工业化生产的优点。本发明的煅烧方法解决了以往在化学提纯上从高含量镁盐中清除亚铁离子及少量钙成分的困难，因此，仅仅通过煅烧即出去了以往很难除去的杂质离子。

具体实施方式

实施例1

本发明提出的从蛇纹石中提取易水化胶凝氧化镁的方法，包括以下步骤：

本发明提出的一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，，包括以下步骤：

（1）将蛇纹石在高温炉中1500℃下煅烧3小时，得到活性氧化镁颗粒；

（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为400目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

光谱分析可知，杂质离子重量百分含量为：Cu 0.0019﹪、Ni：0. 0008﹪、Mn：0.0018﹪、Ca：0.05﹪、Si：0.02﹪、Al：0.011﹪、Fe：0.012﹪；氧化镁的纯度为99.97%，相比以往仅仅维持在99%的工艺，本发明的提纯工艺具有显著的进步，除杂就比较完全。

实施例2

本发明提出的从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，包括以下步骤：

（1）将蛇纹石在高温炉中1600℃下煅烧1小时，得到活性氧化镁颗粒；

（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为300目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

光谱分析可知，杂质离子重量百分含量为：Cu 0.0016﹪、Ni：0. 0004﹪、Mn：0.0019﹪、Ca：0.01﹪、Si：0.01﹪、Al：0.009﹪、Fe：0.008﹪；氧化镁的纯度为99.98%。

实施例3

本发明提出的一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，包括以下步骤：

（1）将蛇纹石在高温炉中1560℃下煅烧2小时，得到活性氧化镁颗粒；

分析所得的氧化镁杂质离子含量可知，氧化镁的纯度为99.96%，光谱分析可知，杂质离子重量百分含量为：Cu 0.0015﹪、Ni：0. 0008﹪、Mn：0.0016﹪、Ca：0.01﹪、Si：0.03﹪、Al：0.007﹪、Fe：0.006﹪。

实施例4

分析所得的氧化镁杂质离子含量可知，氧化镁的纯度为99.97%，光谱分析可知，杂质离子重量百分含量为：Cu 0.0014﹪、Ni：0. 0007﹪、Mn：0.002﹪、Ca：0.02﹪、Si：0.03﹪、Al：0.004﹪、Fe：0.007﹪。

实施例5

（1）将蛇纹石在高温炉中1600℃下煅烧2小时，得到活性氧化镁颗粒；

（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为350目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

分析所得的氧化镁杂质离子含量可知，氧化镁的纯度为99.95%。

实施例6

（1）将蛇纹石在高温炉中1580℃下煅烧2小时，得到活性氧化镁颗粒；

分析所得的氧化镁杂质离子含量可知，氧化镁的纯度为99.96%。

实施例7

（1）将蛇纹石在高温炉中1600℃下煅烧2.5小时，得到活性氧化镁颗粒；

（2）将步骤（1）得到的活性氧化镁颗粒冷却后破碎为320目的细小微粒，得到易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料。

分析所得的氧化镁杂质离子含量可知，氧化镁的纯度为99.97%。

以上实施例从蛇纹石中提取氧化镁的方法，具有工艺简单，成本低，适于工业化生产的优点。所制备的氧化镁为轻烧氧化镁或重质氧化镁，所得到的氧化镁具有易水化胶凝的特点，可用于制备硅酸镁胶凝材料，硅酸镁胶凝材料广泛用于工业、农业、建筑、民用等领域。材料可当做石灰、白水泥、氯氧镁水泥使用，可用于混凝土，涂料，板材，可作为仿石材料，浮雕、塑雕类材料，工艺品，管道、瓦类、罐类及构建类材料。硅酸镁胶凝材料可代替人造板材，生产加工各类地板、门窗、墙板及装饰板，如浮雕工艺门，复合门、橱柜门、衣柜门、保温装饰墙板等，可替代现有钢类及木制建材、型材，从而节约大量的木材及钢材，同时该种材料属于环保健康型，无人造板材的甲醛危害，也无放射性物质存在。硅酸镁胶凝材料可作为各种水泥使用，解决了普通水泥存在的固有缺陷，解决了普通水泥的使用工程造价偏高的问题。并且，硅酸镁铝胶凝材料可对建筑垃圾和各种煤渣、矿渣、粉煤炭进行利用，将这些材料作为填充料，变废为宝，推动环保节能的发展。因此硅酸镁胶凝材料（主配方）适用于加工生产多种产品，是加工各种产产品主体材料。可根据该材料中添加剂的改变以及填充料的不同，采用硅酸镁铝胶凝材料制成的产品具有热膨胀性低、不易弯曲、变形、开裂，抗水性能好，不反潮、不反卤、不泛霜，优良的不燃性，优良的抗冻性，很高的抗渗性、耐磨性等优点以及使用方便快捷，可喷，刮，刷等多种形式，即可人工糊制，也可大规模机械化生产；加工生产出多种产品，有广阔的可利用性及市场前景。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种从蛇纹石中提取易水化含有活性氧化镁的无机凝胶材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的从蛇纹石中提取氧化镁的方法，其特征在于，步骤（1）所述的煅烧温度为1560℃。

3.根据权利要求1所述的从蛇纹石中提取氧化镁的方法，其特征在于，步骤（1）所述的煅烧时间为2小时。

4.根据权利要求1所述的从蛇纹石中提取氧化镁的方法，其特征在于，步骤（2）所述的细小微粒为300目。