[发明专利]利用水合氯化镁直接制备含无水氯化镁的电解质熔体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备含无水氯化镁的电解质熔体的方法，采用本方法制备的含无水氯化镁的电解质熔体可以直接供电解法生产金属镁使用。

背景技术

采用电解氯化镁生产金属镁的关键环节是制备无水氯化镁。制备无水氯化镁的方法有：

(1)氧化镁氯化制备无水氯化镁法(IG Farben法)。它是将氧化镁和还原剂炭的团块在电加热竖炉内与氯气反应(约800℃)以制备熔融无水氯化镁，其缺点是生产效率低、氯气利用率低以及尾气处理投入大，且排气中存有氯化烃类。专利US4269816提出一种轴式炉氯化方法，它是采用一氧化碳作还原剂在高温、氯气作用下直接从块状菱镁矿制得熔融无水氯化镁。该方法的优点是省去了菱镁矿制得氧化镁的煅烧工序与氧化镁和炭混合制团块的工序，但要求非常纯的菱镁矿原料，并且它仍然存在着生产效率低、氯气利用率低以及尾气处理投入大以及排气中存有氯化烃类的缺点。

(2)在氯化氢气氛下水合氯化镁加热脱水制备无水氯化镁方法。Norsk Hydro专利US3742199描述了一种从浓缩氯化镁卤水生产无水氯化镁颗粒的方法，它包括a)将MgCl₂卤水蒸发浓缩至55％MgCl₂；b)将浓缩的氯化镁卤水制成适合于流化床工艺所需大小的MgCl₂·(4-6)H₂O颗粒；c)将MgCl₂·(4-6)H₂O颗粒在200℃下流化床内热空气脱水制得MgCl₂·2H₂O粉末；d)将MgCl₂·2H₂O粉末在300℃下，用无水氯化氢气体进行多级流化床脱水后制得无水MgCl₂粉末(MgO和H₂O的重量比分别小于0.2％)。该方法需要大量氯化氢气体循环，如脱水需50倍的理论量，工艺设施复杂、腐蚀严重、基本投资很大、运行成本高。

(3)氨法制备无水氯化镁。一种方法是采用水做介质的方法，专利US3092450和US4228144对该法进行了详细描述：在含有氨的水溶液中加入氯化镁和氯化铵的水溶液，在低温(-50-0℃)下反应生成MgCl₂·6NH₃沉淀，经甲醇洗涤后加热脱氨制得无水氯化镁。该方法的主要缺点是反应转化率低、能耗高、氨消耗量大。另一种方法是采用有机溶剂为介质的方法，专利US2381995、US3352634及CN1135743A对该法进行了详细描述：将水合氯化镁溶于乙二醇中制得氯化镁乙二醇溶液，通过真空蒸馏制得无水氯化镁乙二醇溶液，经氨化形成MgCl₂·6NH₃沉淀，然后洗涤、脱氨制得无水氯化镁，但由于高沸点醇中MgCl₂·6NH₃溶解度高导致MgCl₂·6NH₃沉淀率低，并且氨、有机溶剂需求量高。