[发明专利]一种利用卤水制备无水铵镁复盐的方法

说明书

本发明公开了一种利用卤水制备无水铵镁复盐的方法，包括以下步骤：S1.向精制卤水中加入定量的氯化铵，配制80‑90℃温度下的饱和溶液；S2.将步骤S1配制的饱和溶液冷却至30‑40℃，进行冷却结晶，固液分离后获得含水铵镁复盐晶体；S3.将步骤S2固液分离后的滤液蒸发浓缩至80‑90℃温度下的饱和溶液，与步骤S1配制的新鲜饱和溶液混合后再进行步骤S2冷却结晶，实现滤液的循环利用；S4.将步骤S2得到的含水铵镁复盐晶体进行动态干燥和深度脱水，获得无水铵镁复盐。本发明生产成本低，工艺简单，生产的无水铵镁复盐纯度高、质量稳定。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，具体涉及一种利用卤水制备无水铵镁复盐的方法。

背景技术

目前，热还原法和电解法是工业上两种主要的冶炼金属镁的方法。虽然热还原法工艺简单、生产成本略低，但是由于其生产过程排放温室气体过多，对环境影响严重而受到诟病。相对而言，电解法生产过程比较清洁。由于热还原法冶炼金属镁的原料是白云石，如果以我国青海盐湖生产氯化钾副产的氯化镁为主要化学组分的卤水资源作为原料生产金属镁，只能选择电解无水氯化镁法工艺。电解法炼镁的电解质熔盐体系是将无水氯化镁与其它盐类（例如，氯化钾、氯化钠等）按比例物理混合、熔融制得。长期以来，制备无水氯化镁一直是电解法炼镁过程的技术瓶颈，也是成本偏高的主要因素之一。

依据原料和工艺的不同，无水氯化镁的制备方法主要有四种：

（1）氯化氢气体氛围下氯化镁水合物的直接热解脱水。卤水原料液经除杂精制、溶液蒸发、冷却结晶可以获得氯化镁水合物晶体。含水氯化镁晶体如果在空气氛围下加热脱水则发生彻底水解、生成氧化镁和氯化氢气体；含水氯化镁晶体如果在大量的氯化氢气体氛围下加热脱水，则可以避免发生严重水解，得到的无水氯化镁满足电解炼镁工艺的要求。目前，氯化镁水合物在氯化氢气体保护下脱水制备无水氯化镁是工业电解法炼镁过程制备无水氯化镁的相对成熟工艺。但是，该方法的主要问题是氯化氢是腐蚀性气体，高温下会引起设备严重腐蚀；而且副反应只能抑制，并不能完全防止，得到的无水氯化镁中氧化镁含量较高，无水氯化镁纯度不高，影响电解过程的电流效率；此外，该方法成本较高，制约电解法炼镁工艺的竞争力。

（2）菱镁矿煅烧、氯化制备无水氯化镁。菱镁矿高温煅烧生成氧化镁，氧化镁高温下与氯气反应生成无水氯化镁。该方法需要大量的氯气，因此安全和环境污染是两个比较突出的问题。现在该工艺很少被采用。

（3）氨络合法制备无水氯化镁。ZL200710179865.9等专利提出，水氯镁石原料溶于有机溶剂，采取蒸馏脱除其中的水分，形成无水氯化镁有机溶液，然后向无水氯化镁有机溶剂中通入氨气，得到氯化镁氨络合物晶体，氨络合物晶体受热脱氨，得到高纯无水氯化镁。得到的无水氯化镁与其它盐类一起熔融制备电解法冶炼金的电解质熔盐。该方法具有工艺条件温和、产品纯度高、废弃物排放少、易于规模化生产等优点，是制备高纯无水氯化镁的先进工艺。该方法还没有得到工业应用。

（4）复盐法制备无水氯化镁。将氯化镁与其它特定的盐类发生固相反应或者溶液结晶形成含水复盐，然后再脱水可以得到满足电解炼镁工艺要求的无水氯化镁。ZL201110393808.7提出一种由六水氯化镁制备无水氯化镁的方法，将六水氯化镁与氯化铵固体物料混合球磨、然后加热脱水制备无水氯化镁。ZL201710601232.6提出将固体六水氯化镁与固体氯化铵在小于100℃温度下发生固相反应，形成复盐，然后添加适量氯化铵在200-350℃彻底脱水，得到无水复盐和氯化铵的混合物，真空条件下热分解并蒸馏脱氯化铵，得到无水氯化镁物料。还有氯化镁水合物与盐酸苯胺形成复盐，然后加热分解，得到无水氯化镁物料的研究报道。

目前，电解法炼镁工艺面临的瓶颈问题：电解工艺对无水氯化镁电解质熔盐纯度要求很高，制得满足电解要求的无水氯化镁电解质成本很高，导致电解镁生产成本过高，产品缺少竞争力。因此，这就要求在制备无水氯化镁的过程中要极力避免水合氯化镁发生水解，尽量减小电解质熔盐中氧化镁的含量。更重要地，要求技术创新，提出生产成本较低的新技术。

发明内容