[发明专利]以盐湖卤水生产高纯氢氧化镁、高纯氧化镁及高纯镁砂系列镁产品的方法

说明书

本发明公开了一种以盐湖卤水生产高纯氢氧化镁、高纯氧化镁及高纯镁砂系列镁产品的方法，以经过净化处理的盐湖卤水为原料，采用氨、碳酸氢铵两段沉镁反应，分别制取高纯氢氧化镁和高纯碱式碳酸镁，镁的总转化效率达到97％～98％。高纯氢氧化镁通过进一步加工生产高纯超细氢氧化镁、高纯重质氧化镁、高纯超细氧化镁，高纯烧结镁砂和高纯电熔镁砂等产品；高纯碱式碳酸镁通过进一步加工生产高纯轻质氧化镁产品。二段沉镁分离碱式碳酸镁后得到的氯化铵母液，采用石灰乳反应蒸氨方法得到氨蒸汽，氨蒸汽经波纹管冷凝器冷却、氨压机压缩增压后，输送到一段沉镁反应生产氢氧化镁系统中，实现氨的循环利用。蒸氨废液用于回收高品质的无水氯化钙副产品。

技术领域

本发明涉及化学产品制备技术领域，尤其涉及生产高纯氢氧化镁、高纯氧化镁及高纯镁砂等系列镁产品的方法。

背景技术

我国是一个盐湖资源大国，据不完全统计，面积大于1km²的内陆盐湖有813个，主要分布于内蒙古、新疆、青海、西藏等地，富含丰富的钾、钠、镁、锂、硼等盐湖资源，资源储量十分巨大。据有关资料报道，钠盐储量达数千亿吨，镁储量盐数十亿吨，钾盐储量数亿吨，硼酸盐、锂盐储量数千万吨。近年来在盐湖资源开发中，最引人瞩目和关注的是青海察尔汗盐湖，目前察尔汗盐湖钾肥产量达到近800万吨，占全国氯化钾总产量的90％以上，已经成为我国最重要的钾肥生产基地。但是，按照现有工艺，氯化钾生产过程中要产生大量富集了镁盐的废弃物老卤。据测算，每生产1吨钾肥要产生约40m³老卤，利用青海得天独厚的自然蒸发条件，通过盐田滩晒浓缩结晶可得到约10吨的水氯镁石(MgCl₂·6H₂O)。据此推算，青海察尔汗盐湖钾肥生产过程中，每年产生的老卤折合成水氯镁石将达到近8000万吨，而且资源质量好，适合于开发各种高纯度、高品质的镁产品。但长期以来，由于技术等各方面原因，一直没有得到很好的开发和利用，一方面造成了镁资源的浪费，另一方面对盐湖钾肥生产也会带来严重的不利影响(过去称之为“镁害”)。因此，在国家日益重视发展循环经济的今天，积极开展该废弃物卤水镁资源综合开发利用研究，变废为宝，并解决产业化过程中重大关键技术难题，已成为我国科技工作者的当务之急，这不仅关系到我国盐湖资源开发的可持续发展，而且对于我国盐湖生态环境的改善及社会经济的发展均具有十分重要的意义。

从全球镁产品市场需求情况来看，需求量最大的是作为钢铁、有色冶金、水泥、玻璃等高温行业耐火材料原料的镁砂(包括烧结镁砂和电熔镁砂)，年需求量达千万吨以上；其次是用作化工、电子、陶瓷、橡胶、塑料及医药和食品等领域的氢氧化镁、碱式碳酸镁、重质氧化镁、轻质氧化镁等，年需求量约数百万吨；第三是用于制造各种镁合金材料的金属镁，年需求量约100万吨。如前所述，青海察尔汗盐湖钾肥生产过程中产生的废弃物老卤折合成水氯镁石达数千万吨，当然其综合开发利用方案应该重点瞄准钢铁、有色冶金、水泥、玻璃等高温行业耐火材料原料镁砂这一最大的市场需求，开发生产高品质的镁砂产品即高纯镁砂，同时覆盖化工、电子、陶瓷、橡胶、塑料及医药和食品等其他非耐材领域对氢氧化镁、碱式碳酸镁、重质氧化镁、轻质氧化镁等系列高端镁产品的市场需求。

为解决钢铁冶炼高温炉耐火材料镁砂原料的来源问题，原国家冶金部组织技术力量，并投资数千万元，在青海格尔木和辽宁辽南地区分别利用盐湖卤水镁资源和矿石菱镁矿镁资源进行开发生产镁砂工业试验，由于技术等方面的原因，青海盐湖卤水镁砂工业试验失败了，而辽宁菱镁矿二步煅烧法生产镁砂工业试验取得了成功，并快速发展，以至于在此后的几十年里，辽宁辽南地区一直是我国镁砂生产的重要基地，乃至世界镁砂制造中心，各种规格型号的镁砂产量占到全球总产量的60％以上。