CN102616815A - 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法 - Google Patents
一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先将氯化镁和电石渣投入水中,在常温下搅拌反应0.5~3h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将所述料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,洗涤所述固体沉淀物,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末;最后,将所述干燥的固体粉末于600~1000℃的温度下煅烧0.5~3h,即得煅白。本发明将原料电石渣化害为利、变废为宝;整个工艺过程简单易控,对设备无腐蚀,适用于电石渣副产量大或者氯化镁资源丰富的地区使用皮江法生产金属镁使用。
Description
技术领域
本发明涉及轻金属冶炼领域,尤其涉及一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法。
背景技术
镁是最轻的结构金属材料之一,具有延展性、无磁性且有良好的热消散性,是现阶段和未来很重要的金属材料。目前工业生产金属镁的主要方法有皮江法和电解法:皮江法是以白云石矿为原料采用硅热法还原生产金属镁,该方法具有投资小、成本较低、易于控制等特点,目前85%以上的金属镁由皮江法生产,但皮江法的缺点是该工艺采用白云石高温(1200℃以上)煅烧得到煅白,其成本和能耗高,生产过程中排放大量的二氧化碳气体和硫、氮氧化物等污染气体,严重地污染环境,而且白云石矿属于天然矿物,是不可再生资源,其开采、加工等对矿区生态环境破坏严重;电解法是以无水氯化镁为原料电解生产镁,具有易于大规模工业化生产、自动化控制的优点,但电解法所用的原料无水氯化镁的制备工艺条件十分苛刻,氯化镁的最后两个结晶水脱除很困难,电能消耗巨大,导致电解法生产金属镁的成本高,该方法生产金属镁的成本中,约50%用于氯化镁的脱水,另外,该方法生产金属镁还会产生有毒气体氯气,对环境造成破坏,缺乏市场竞争力。
中国专利200810150223.0和200910117572.7提供了一种利用水氯镁石和石灰真空热还原制备金属镁的技术,该技术的最大特点是采用副产的氯化镁和副产的石灰制备用于硅热法炼镁的原料-煅白,该技术解决了盐湖副产的大量水氯镁石和煅烧石灰石时的副产物石灰的废物利用问题,提供了一种新的制备煅白的工艺。但该技术的不足是:根据实践调研发现,原副产的石灰现如今主要用于建材等行业,其石灰的价格有一定的上涨,这对于该技术的成本优势方面有明显的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、易实现的利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:该方法是指首先将氯化镁和电石渣投入水中,在常温下搅拌反应0.5~3h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将所述料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,洗涤所述固体沉淀物,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末;最后,将所述干燥的固体粉末于600~1000℃的温度下煅烧0.5~3h,即得煅白;其中所述电石渣与所述氯化镁的摩尔比为2~3:1,且所述电石渣的量以100%Ca(OH)2计;所述水的加入量为所述氯化镁和所述电石渣总质量的2~3倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:该方法是指将电石渣按其钙含量与氯化镁以1:0.8~1.2的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;所述氢氧化镁经干燥至恒重后与含等摩尔氢氧化钙的电石渣混匀,于600~1000℃的温度下煅烧0.5~3h,即得煅白;其中所述水的加入量为所述氯化镁和所述电石渣总质量的1~3倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计;所述电石渣中钙含量以100%Ca(OH)2计。
所述氯化镁是指水氯镁石或氯化镁饱和溶液。
所述电石渣为电石生产乙炔气后排放的废渣。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、电石生产乙炔气过程中副产的电石渣,其主要成分为氢氧化钙, 目前只有很少一部分用于建材行业,绝大多数为长期无组织堆放,尚未对其大规模有效利用。1t电石水解大约能产生1.2t干电石渣,其副产量巨大,长期堆放不仅占用大量土地而且对环境、经济和社会造成很大的负面影响。
本发明采用电石渣来代替石灰作为原料制备煅白,不仅使电石渣变废为宝,而且节约了合成煅白的成本,其成本优势增加,而且能解决电石渣的任意堆放污染环境的问题,利于环保,有很好的环境效益;同时本发明电石渣原料充足、易得,有很好的经济效益。
2、本发明整个工艺过程简单易控,对设备无腐蚀,而且煅烧过程温度较低,使得炼镁的能耗大幅度降低,适用于电石渣副产量大或者氯化镁资源丰富的地区使用皮江法生产金属镁使用。
3、本发明主要适用于盐湖卤水提钾企业综合利用废弃老卤,PVC产业副产的电石渣的综合利用,有利于盐湖化工产业链的延伸,具有较好的经济效益。
具体实施方式
实施例1 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取709g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%),加入2400ml自来水,搅拌10分钟,加入600ml氯化镁饱和溶液(浓度为4.6716mol/L),Ca(OH)2和MgCl2的摩尔比2:1,在常温下搅拌反应1h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.11:1,Cl-含量为0.93%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于850℃的温度下煅烧1h,即得煅白,测定其水活性为29.1%。
实施例2 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取515.3g电石渣(Ca(OH)2含量为80.5%),加入2400ml自来水,搅拌10分钟,加入600ml氯化镁饱和溶液(浓度为4.6716mol/L),Ca(OH)2和MgCl2的摩尔比2:1,在常温下搅拌反应1h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.15:1,Cl-含量为0.95%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于900℃的温度下煅烧0.5h,即得煅白,测定其水活性为31.6%。
实施例3 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取607g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%)与485g氯化镁固体(MgCl2含量为45.5%),加入1600ml自来水,搅拌10分钟,Ca(OH)2和MgCl2的摩尔比2:1,在常温下搅拌反应1h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.02:1,Cl-含量为0.89%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于850℃的温度下煅烧1h,即得煅白,测定其水活性为34.3%。
实施例4 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取368g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%)与293g氯化镁固体(MgCl2含量为45.5%),加入1320ml自来水,搅拌10分钟,Ca(OH)2和MgCl2的摩尔比2:1,在常温下搅拌反应0.5h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.19:1,Cl-含量为0.98%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于600℃的温度下煅烧3h,即得煅白,测定其水活性为25.0%。
实施例5 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取1182g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%)加入3700ml自来水,搅拌10分钟后投入1000ml氯化镁饱和溶液(MgCl2浓度为4.6716mol/L),在常温下搅拌反应2h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.07:1,Cl-含量为0.81%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于1000℃的温度下煅烧0.5h,即得煅白,测定其水活性为32.7%。
实施例6 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,
该方法是指首先称取1710g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%)加入5500ml自来水(水为氯化镁和电石渣的3倍),搅拌10分钟后投入1000ml氯化镁饱和溶液(MgCl2浓度为4.6716mol/L),Ca(OH)2和MgCl2的摩尔比2.89:1,在常温下搅拌反应2h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为0.89:1,Cl-含量为0.81%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于1000℃的温度下煅烧1h,即得煅白,测定其水活性为28.4%。
实施例7 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指首先称取877g电石渣(Ca(OH)2含量为58.5%)与480g氯化镁固体(MgCl2含量为45.5%),加入1940ml自来水(水为氯化镁和电石渣的2倍),搅拌反应3h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,用自来水(用水量为固体沉淀物质量的两倍)洗涤固体沉淀物3次,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为0.78:1,Cl-含量为1.03%,镁的转化率为100%。最后,将干燥的固体粉末于900℃的温度下煅烧1h,即得煅白,测定其水活性为35.1%。
实施例8 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指将电石渣按其钙含量(以100%Ca(OH)2计)与氯化镁以1:0.8的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;氢氧化镁经干燥至恒重后与等摩尔的电石渣混匀,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为0.91:1;将固体粉末于600℃的温度下煅烧3h,即得煅白,测定其水活性为31.0%。其中水的加入量为氯化镁和电石渣总质量的1倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
实施例9 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指将电石渣按其钙含量(以100%Ca(OH)2计)与氯化镁以1:1.2的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;氢氧化镁经干燥至恒重后与等摩尔的电石渣混匀,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.13:1;最后,将固体粉末于1000℃的温度下煅烧0.5h,即得煅白,测定其水活性为32.9%。其中水的加入量为氯化镁和电石渣总质量的3倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
实施例10 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指将电石渣按其钙含量(以100%Ca(OH)2计)与氯化镁以1:1的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;氢氧化镁经干燥至恒重后与等摩尔的电石渣混匀,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.02:1;最后,将固体粉末于900℃的温度下煅烧1h,即得煅白,测定其水活性为29.2%。其中水的加入量为氯化镁和电石渣总质量的2倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
实施例11 一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,该方法是指将电石渣按其钙含量(以100%Ca(OH)2计)与氯化镁饱和溶液(MgCl2浓度为4.6716mol/L)以1:1的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;氢氧化镁经干燥至恒重后与等摩尔的电石渣混匀,该干燥的固体粉末中镁钙摩尔比为1.10:1;最后,将固体粉末于700℃的温度下煅烧2.0h,即得煅白,测定其水活性为27.8%。其中水的加入量为氯化镁和电石渣总质量的1.5倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
上述实施例1~11中电石渣为电石生产乙炔气后排放的废渣,其主要成分Ca(OH)2的含量为45%~85%。
Claims (4)
1.一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:该方法是指首先将氯化镁和电石渣投入水中,在常温下搅拌反应0.5~3h,经充分反应后生成氢氧化钙和氢氧化镁的混合料浆;然后,将所述料浆进行固液分离,得到固体沉淀物;其次,洗涤所述固体沉淀物,并烘干该固体沉淀物至恒重,得到干燥的固体粉末;最后,将所述干燥的固体粉末于600~1000℃的温度下煅烧0.5~3h,即得煅白;其中所述电石渣与所述氯化镁的摩尔比为2~3:1,且所述电石渣的量以100%Ca(OH)2计;所述水的加入量为所述氯化镁和所述电石渣总质量的2~3倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计。
2.一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:该方法是指将电石渣按其钙含量与氯化镁以1:0.8~1.2的摩尔比在常温条件下溶于水中,充分搅拌反应,经过滤、洗涤后得到氢氧化镁;所述氢氧化镁经干燥至恒重后与含等摩尔氢氧化钙的电石渣混匀,于600~1000℃的温度下煅烧0.5~3h,即得煅白;其中所述水的加入量为所述氯化镁和所述电石渣总质量的1~3倍,且所述氯化镁的量以100%MgCl2计;所述电石渣中钙含量以100%Ca(OH)2计。
3.如权利要求1或2所述的一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:所述氯化镁是指水氯镁石或氯化镁饱和溶液。
4.如权利要求1或2所述的一种利用电石渣和水氯镁石制备硅热法炼镁用煅白的方法,其特征在于:所述电石渣为电石生产乙炔气后排放的废渣。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120801 |