[发明专利]一种以叶蛇纹石为原料制备高纯氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化镁的制备方法，具体涉及一种以叶蛇纹石为原料制备高纯氧化镁的方法。

背景技术

蛇纹石为橄榄石的蚀变产物，是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，其通式为Mg₃Si₂O₅（OH）₄，其结构为硅氧四面体和氢氧镁八面体结合而成的1:1型层状硅酸盐矿物。按其内部构造层形状分为利蛇纹石，叶蛇纹石和纤蛇纹石。叶蛇纹石中氧化镁的含量一般在36%以上，而我国叶蛇纹石矿产资源十分丰富，已发现的矿区有江苏东海、安徽歇县、湖北宜昌等，每一矿区叶蛇纹石储量均在5亿吨以上。

氧化镁作为一种重要的无机化工产品，主要用于耐火材料和提炼金属镁，也用于纸浆、建筑材料、肥料、橡胶等。实验表明，当氧化镁含量大于98%时，它的导热性比氧化铝高1倍，介电损失只有氧化铝的1/10，同时具有耐腐蚀的性能，它还可以用作氧化硅及氧化铝等各种陶瓷、烧结助剂、稳定剂及各种电子材料用辅助材料，也可作为橡胶、塑料工业上的特殊添加剂，但目前，我国生产的氧化镁主要是含量小于96%的氧化镁，不能满足高质量耐火材料的要求，因此我国高纯氧化镁的生产几乎是一个空白，急需开发研究。

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，提取氧化镁的纯度越高，所用纯碱的纯度也越高，成本也越高。

叶蛇纹石矿中含有34%以上的二氧化硅，36%以上的氧化镁，8%以上的氧化铁，另外还有0.7%左右的氧化钙及其它少量组分，是一种很有价值的矿物资源，其中氧化镁和二氧化硅的含量均超过了矿石总重量的1/3，如果能将这些叶蛇纹石进行适当处理，不仅可以解决上述废物堆积的问题，还可以得到用途广泛的氧化镁等。

中国专利88109734.9，提出了以蛇纹石为原料生产碳酸镁/或氧化镁及多孔二氧化硅的方法，该方法先经过400～800℃煅烧2～4小时后，再用无机酸处理后分离，该专利考虑了从蛇纹石含镁浸出液中高效回收镁的可能性，但是这些工艺对镁的浸出率考虑不够，尤其在简单的常温常压下，硅酸盐中的有价金属难以浸出，必定会导致镁等目标金属的浸出效果不理想，此专利中Mg²⁺的浸出率只能达到85%以上，而且上述专利采用硫酸作为溶剂萃取，会生成硫酸钙沉淀物，导致矿粉分解不完全，且形成的硅胶也难以分离。

中国专利89106821.X，提出了蛇纹石尾矿的综合利用工艺，该工艺在中和过程中，采用石灰乳作为中和剂，这在除铁的同时使得大量的氧化钙掺入氯化镁溶液中，在氧化镁中Ca²⁺含量是衡量产品质量最主要的指标之一，而在碳化工序上，该方法与传统的白云石法生产氧化镁的方法是一样的，采用CO₂二步法，在碳化工序中完全实施钙、镁分离已被实践证明是不可能的，另外这种方法存在工序长，回收率低，洗去的氯离子污染严重。

发明内容

本发明的目的在于针对以叶蛇纹石为原料制备高纯氧化镁现有技术的不足，提供一种成本低廉，易于工业化生产，而且浸出率和纯度都很高的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以叶蛇纹石为原料制备高纯氧化镁的方法，包括以下步骤：

1）将叶蛇纹石粉碎，然后煅烧活化；

2）煅烧活化后的矿粉加入50wt%的盐酸进行酸浸，加热、回流并搅拌，抽滤收集滤液；

3）加入碳酸氢铵调节pH值到8～9，静置陈化10～30min，抽滤收集滤液；

4）滤液继续加碳酸氢铵至无沉淀物生成，在10～30℃下反应可得到碱式碳酸镁，烘干、热解，得到高纯氧化镁。

按上述方案，步骤1）中叶蛇纹石粉碎的粒度为200目。

按上述方案，步骤1）中煅烧活化的温度为400～900℃，煅烧时间为60min～180min。

按上述方案，步骤2）中酸浸温度为20～70℃，酸浸时间为20～90min，固液比（矿粉的质量与盐酸的体积比，g/mL）为1:2.5～12.5。

按上述方案，步骤4）中热解温度是700～850℃，热解时间是2～4h。