[发明专利]一种利用太阳能从苦卤中制备碱式碳酸镁晶须的方法

说明书

技术领域

本发明属于盐化工技术领域。更具体地，涉及一种利用太阳能从苦卤中制备碱式碳酸镁晶须的方法。

背景技术

从盐湖苦卤、海水苦卤中制备碱式碳酸镁晶须，目前主要是利用电能或煤气燃烧放出的热能。太阳能作为一种新能源，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。它与常规能源如电能等相比有三大特点：第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的2％。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，可谓取之不尽，用之不竭。第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，尤其对交通并不发达的青海盐湖、海岛等偏远地区更具重要意义。第三：太阳能是一种洁净的能源。在利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。这和低能耗、清洁环保地利用盐湖资源是高度相一致的，对既可低成本、高值地开发利用盐湖资源，又保护盐湖生态环境有重要的科学意义。

不经提纯分离直接生产镁盐晶须，主要是利用晶须本身具有“自洁性”的特性，它不易受沾染，不易吸咐、夹带杂质，这是晶须与其他无定形沉淀的很大区别，无定形沉淀如絮凝状氢氧化镁却是非常容易吸咐、夹带杂质的。

由于在一定的制备条件下，碱式水镁石晶须具有“自洁性”(晶须具的“自洁性”是指晶须原子排列高度有序、无缺馅、或极少缺馅、难吸附杂质、难被杂质沾染的特性)，因此，制备过程不存在复杂的除杂，只要将晶须样品用水洗涤即可。

晶须自洁性的科学依据是：第一，如上文所述，晶须不含(或极少含)有缺陷；第二，晶须表面力场呈高度对称分布且比表面积小，因而不易吸附杂质。根据表面化学理论，表面力场越对称的、比表面积越小的，对杂质的吸附能力就越小，很难发生化学吸附。第三，晶须在生长过程中要求生长基元必须具有特定的稳定能，否则不能进入晶格。不过，晶须的物理吸附倒是肯定存在的，但这种弱的物理吸附只需用水洗涤就可将吸附的杂质去除。但是，晶须笔直生长发挥其自洁性是有条件的，并不是在任何情况下都不会吸附杂质，被杂质沾染。这个条件指的就是晶须生长体系合适的化学物理条件，如碱的浓度与加入量、体系pH值、反应温度、反应时间等。因此，如何利用太阳能及晶须自洁性从苦卤中制备碱式碳酸镁晶须是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种利用太阳能从苦卤中制备碱式碳酸镁晶须的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种利用太阳能从苦卤中制备碱式碳酸镁晶须的方法，包括如下步骤：

S1.过滤苦卤中的不溶物；

S2.将过滤后的苦卤引入至盐田或透明容器中，于太阳光下暴晒至30～40℃；

S3.向暴晒后的苦卤中加入0.2～1.5mol/L Na₂CO₃溶液，于太阳光下暴晒2～ 4天，再过滤苦卤，即可得到碱式碳酸镁晶须；

步骤S3所述Na₂CO₃溶液与苦卤的体积比为1～2：1。

本发明通过两种不同的暴晒方式来制备碱式碳酸镁晶须，当盐湖或海水的苦卤中的氯化镁达到饱和时，在风吹或太阳照射下同时加入一定量的Na₂CO₃，即可生成相应的碱式碳酸镁晶须，其反应式如下：

碱式碳酸镁晶须经过滤分离后，收集可得碱式碳酸镁晶须。滤液中主要是水、氯化钠和其他可溶性盐等物质，此时，滤液体系中镁离子浓度必然减小。如果将滤液继续让太阳暴晒，水被蒸出，而氯化钠(及一些溶解度较小的盐)也由于溶剂水的减少而析出，但碳酸镁却不会析出，因此碳酸镁的浓度必然增大(碱式碳酸镁晶须的生长要求碳酸镁有一定的浓度)。此时，如果再向体系中注入碱即可进入新一轮的循环。但同时，这种循环也是有限度的而不能无止境循环下去。这是因为：氯化钠、氯化钾及其他一些盐可被析出，水可被蒸出，但是也必然有小部分组分(如铁、铝等离子)却是依然留在体系的，且随着循环次数的增多，这种组分浓度累积越来越大，结果使得晶须样品受到了沾染，晶须纯度降低以致不符合国家标准。

优选地，当步骤S3暴晒后的苦卤中的镁离子浓度为2.1～3.1mol/L时，可加入Na₂CO₃溶液，进行下一次循环。

优选地，步骤S3所述暴晒时间为3天。