[发明专利]由水氯镁石制备无水氯化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由水氯镁石制备无水氯化镁的方法。

背景技术

金属镁的生产方法一般有两种：热还原法和电解无水氯化镁法。热还 原法工艺简单，投资成本低，但是其能耗高、资源利用率低和严重污染环 境。电解无水氯化镁的方法工序较多，成本高，但是与热还原法比较而言， 能耗较低，给环境带来的污染较小，是一条绿色、环保，可持续的金属镁 的生产方法。

电解法生产金属镁的原料是高纯度的无水氯化镁，无水氯化镁制备是 电解工艺生产金属镁的关键。依据原料和工艺的区别，无水氯化镁一般有 四种制备方法：

(1)氯化氢气体保护下水氯镁石脱水生产无水氯化镁。盐湖卤水和 盐田苦卤中含有丰富的氯化镁资源，经过除杂分离和纯化，即可得到水氯 镁石(MgCl₂·6H₂O)。水氯镁石在氯化氢气体的保护下，加热脱去结晶水， 得到无水氯化镁。该方法存在的主要问题是：氯化氢是腐蚀性气体，对设 备材质的要求较高；副反应只能抑制，并不能完全防止；盐湖卤水和盐田 苦卤中成分比较复杂，杂质很难完全分离或除去，影响了无水氯化镁产品 的纯度，同时建设投资成本很高，运行成本高。

(2)菱镁矿煅烧氯化生产无水氯化镁。菱镁矿高温煅烧生成氧化镁， 氧化镁高温下与氯气反应生成无水氯化镁。该方法效率很低，且安全和环 境污染问题突出，此外，能源消耗和氯化炉的材料寿命也是值得关注的问 题，因此，该工艺现在一般很少被采用。

(3)复盐法生产无水氯化镁。水氯镁石与氯化铵可以形成氨光卤石， 氨光卤石分步脱水、脱胺即可以得到无水氯化镁。该方法中氯化铵的回收 困难，此外，无水氯化镁的纯度不高，依然含有较高的氧化镁。

(4)氨化法生产无水氯化镁。氨络合脱水生产无水氯化镁一般以有 机溶剂为介质，常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、乙二醇等小分子醇类。首 先制备氯化镁的有机溶液，然后通入氨气或者液氨，则可以得到六氨氯化 镁晶体，最后洗涤、煅烧六氨氯化镁，则可以得到纯净的无水氯化镁产品。 该过程在温和条件下完成，不产生有毒有害的物质，因此，与其它方法相 比较，氨化法生产无水氯化镁的过程是一条绿色、环保的工艺。专利号为 CN94194221.X和CN01126495.0的专利以水氯镁石为原料，直接通过氨化 法制备无水氯化镁。然而，目前水氯镁石原料氨化法制备无水氯化镁存在 以下问题：(1)单位产品无水有机介质循环消耗量大，效率尚需提高；(2) 单位产品脱水能耗较高。

发明内容

本发明的目的：(1)降低单位产品无水有机介质循环消耗量，为此，首 先采用流态化等干燥方法将水氯镁石中的结合水大部分脱去，得到结晶水 含量小于27.5％的氯化镁粉体，然后采用有机介质蒸馏方法脱去剩余的水； (2)提高单位有机溶剂的氯化镁产出率，从而降低能耗。这样相应提高 了脱水效率。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种由水氯镁石制备 无水氯化镁的方法，包括：水氯镁石的流态化干燥脱水技术、无水氯化镁 有机溶液制备的反应蒸馏脱水技术、六氨氯化镁制备的流态化反应结晶技 术及脱氨反应技术。本工艺方法为：(1)水氯镁石干燥脱去大部分结晶水； (2)干燥后的氯化镁溶于乙二醇中配制氯化镁的乙二醇溶液，同时采用 真空蒸馏方法脱去氯化镁乙二醇溶液中的水分；(3)脱水后的氯化镁的乙 二醇溶液与氨反应结晶生成六氨氯化镁晶体；(4)过滤、洗涤、干燥得六 氨氯化镁晶体；(5)将干燥的六氨氯化镁热分解脱氨制得无水氯化镁。在 各过程中氨气、洗涤剂和结晶母液的循环使用。

所述的由水氯镁石制备无水氯化镁的方法，其包括下列步骤：

1)水氯镁石(MgCl₂·6H₂O)的干燥，使MgCl₂·6H₂O脱去大部分的结 晶水，得含水低的氯化镁粉体。

2)将1)步制得的氯化镁粉体与乙二醇混合，制备氯化镁的乙二醇溶 液，同时，向氯化镁的乙二醇溶液中加入适量的氯化铵，搅拌混合，同时 采用真空蒸馏脱水方法使氯化镁的乙二醇溶液中含水量低于1％。

3)将2)步制得的含水量低于1％的氯化镁的乙二醇溶液首先与液氨混 合，然后引入流化床反应结晶器，同时从底部通入氨气，反应结晶生成六 氨氯化镁沉淀。

4)将3)步制得的六氨氯化镁洗涤、过滤、干燥制得六氨氯化镁晶体。