[发明专利]一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法。

背景技术

白云岩是地球上重要的钙镁资源，在我国有着极其丰富的蕴藏量。但是目前我国白云岩的开发利用程度很低，大部分矿山仅出售原矿。而在深加工方面，用盐酸分解白云石制备轻质氧化镁和无水氯化钙是综合利用白云岩的主要途径，目前还没有人尝试过从白云岩中直接制备碱式氯化镁。

碱式氯化镁是一种重要的化工原料，可以用于制备纤维状氢氧化镁；采用碱式氯化镁晶须作为热熔胶的填料，能有效地提高热熔胶的加工性能、180°剥离强度等性能，特别是在低温下比以常用轻质碳酸钙为填料的热熔胶的使用性能有较大提高。由于它的分子式中含有大量的水和氯，受热分解时能带走大量热量，分解残留物兼有隔热和消烟作用，因此被广泛用作无机阻燃剂。阻燃剂是钢铁构建的防火涂料、塑胶材料的防火填料以及电缆绝缘层防火填料的主要成分之一，以碱式氯化镁晶须为填料的复合材料，其拉伸强度、冲击强度等力学性能均高于以氢氧化镁或轻质碳酸钙为填料的复合材料。在材料中添加碱式氯化镁晶须，其阻燃性能优于常用的阻燃剂氢氧化镁。目前其消费量随着国家工业化程度和人民生活水平的提高而迅速增加。

目前一般采用卤水-氨法制备碱式氯化镁，原料成本较高且工艺流程复杂。本发明以白云岩为原材料，主要原料来源广泛，价格低廉，工艺流程简单，设备投资少，是一种经济实用的制备碱式氯化镁的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种从白云岩制备碱式氯化镁的方法。

它包括如下步骤：

1)将白云岩充分破碎，在800～1000℃炉中煅烧6～8小时，得到白云岩脱去CO₂的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg，Ca)O；

2)在1升浓度为3～6M的氯化镁溶液中，缓慢加入200～400克经过磨细的煅烧产物，持续搅拌15～60分钟，在60-90℃的水浴中反应2～4个小时，得到反应产物；

3)将反应产物隔绝空气室温老化4～12天；充分完全反应后，反应产物固化为水泥状，洗涤，在90～150℃下烘干，在300～400℃炉中煅烧2～5小时，得到碱式氯化镁。

所述的白云岩为天然产出岩石，其主要矿物成分为白云石，化学结构通式为(Mg，Ca)CO₃。碱式氯化镁的化学结构通式为：xMgO·yMgCl₂·nH₂O，其中x＝1～10，y＝1～3，n＝10～21。氯化镁为：MgCl₂或MgCl₂·6H₂O

本发明提出的从白云岩制备碱式氯化镁的方法大量使用了天然白云岩作为原材料，主要原料来源广泛，价格低廉，制备工艺流程简单，设备投资少。和现有的制备氢氧化镁的方法相比，生产工艺简化并大幅降低了原料成本和能源消耗，而且在生产过程中排放很少，有利于环境保护。采用本发明制备的碱式氯化镁作为阻燃剂，在性价比上明显优于目前市场上的水滑石和氧化锑阻燃剂。

近年来，由于室内装饰材料的广泛应用，合成材料本身的防火阻燃性能对建筑物安全的重要性日益增强。在各类无机阻燃剂中，镁铝水滑石热稳定性好，兼有阻燃、消烟、填充增强三种功能，是一种高效、无毒、低烟的优质阻燃剂，但制备成本较高。本发明采用白云岩制备碱式氯化镁阻燃剂，具有更高效的阻燃效果，而且在塑料材料的阻燃剂中应用效果更为显著。

具体实施方式

近年来，各种无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锑和水滑石等在各方面的阻燃中得到了较为广泛的应用，它们具有阻燃效果好、无毒、无害价格低廉等优点，但缺点是制备成本较高。

碱式氯化镁是一种性能优异的阻燃剂，最早由Sorel等人在研究MgO和MgCl₂水溶液之间的化学反应时发现，其化学结构通式为：xMgO·yMgCl₂·nH₂O，其中x＝1～10，y＝1～3，n＝10～21。碱式氯化镁脱水分解的温度范围相当大，在100℃就开始分解；随着温度的升高，其首先脱去结晶水，然后进一步脱去分子内部的结构水，最终分解生成的氧化镁是性能极佳的耐火材料。

1)将白云岩充分破碎，在800～1000℃炉中煅烧6～8小时，得到白云岩脱去CO₂的煅烧产物，其化学结构通式为(Mg，Ca)O；

2)在1升浓度为3～6M的氯化镁溶液中，缓慢加入200～400克经过磨细的煅烧产物，持续搅拌15～60分钟，在60-90℃的水浴中反应2～4个小时，得到反应产物；