1、會計學1鹽化工工藝學鹽化工工藝學第五章 氯化鎂與氧化鎂第1頁/共50頁5.1 氯化鎂 氯化鎂的物化性質用途及產品規格 六水氯化鎂的生產 水氯鎂石脫水第2頁/共50頁顏色白色晶體。分子式多水結晶物：MgCl22H2O、 MgCl24H2O MgCl26H2O MgCl28H2O MgCl211H2O 。其中 MgCl26H2O叫水氯鎂石。晶系水氯鎂石為菱形晶系。其它性質吸水性很強，低水物可做干燥劑，密封包裝。 氯化鎂的物化性質第3頁/共50頁氯化鎂多水結晶物之間的轉化 氯化鎂的用途資源：海水、井礦鹵水及鹽湖鹵水中都含有豐富的鎂鹽資源，是鹽化工生產過程中的副產品工業上硫酸鎂、氫氧化鎂、氧化鎂、輕質

2、碳酸鎂，電解鎂的原料其他行業冶金、建筑材料、紡織食品、耐火材料等冷凍劑、融雪劑、復合肥料第4頁/共50頁無水氯化鎂六水氯化鎂第5頁/共50頁菱鎂礦晶體第6頁/共50頁 氯化鎂產品規格二水氯化鎂產品企業標準二水氯化鎂產品企業標準MgCl26870%MgOH2O2%28%第7頁/共50頁 六水氯化鎂的生產 海水提鎂 鹵塊法：將母液蒸發到一定濃度（溫度在163183）除去雜質氯化鈉，使氯化鎂含量在46.83%，經冷卻結晶而得。 晶體法：將母液由常溫蒸發至140，除去雜質后冷卻結晶，離心分離而得。晶體法能耗低，產品質量高，有利于稀有元素提取第8頁/共50頁 從察爾汗鹽湖制取光鹵石母液中提六水氯化鎂第9

3、頁/共50頁析鹽順序：第10頁/共50頁 水氯鎂石脫水 氯化鎂水合物脫水的基本原理 氯化鎂水合物的脫水過程 氯化鎂水合物的水解 影響脫水溫度的因素 氯化鎂脫水和水解相圖 低水合物氯化鎂的制取 氯化鎂水合物的徹底脫水 脫水設備的防腐第11頁/共50頁 氯化鎂水合物脫水的基本原理包晶反應：逐步升溫第12頁/共50頁 氯化鎂水合物的脫水過程脫水反應脫水副反應第13頁/共50頁脫水溫度：六水氯化鎂（70100），過高物料將熔結，影響下一步脫水。四水氯化鎂（110160），過高物料將熔結，開始水解。二（一）水氯化鎂（140200 ，200280 ）用HCl抑制水解反 應的條件下進行。結論：溫度越高，平衡

4、蒸汽壓越大，即越容易脫水得到低水氯化鎂。第14頁/共50頁 氯化鎂水合物的水解水解反應的危害：一方面造成了MgCl2的損失，另一方面生成的MgOHCl或MgO是電解過程中的有害雜質。第15頁/共50頁第16頁/共50頁抑制方法：PHCl/PH2O大于水解反應平衡時的相應數值。第17頁/共50頁 影響脫水溫度的因素 原料組成、純度、升溫速度、物料狀況（流化態和靜態）、脫水方法、保護性氣氛、空氣的濕度等都會影響脫水溫度。升溫速度，脫水溫度；物料處于流化態的脫水溫度比靜態的溫度低；分級脫水效果 優于一級脫水效果。一般情況：八水氯化鎂脫水溫度60； 六水氯化鎂脫水溫度117； 四水氯化鎂脫水溫度182

5、； 二水氯化鎂脫水溫度230。第18頁/共50頁 氯化鎂脫水和水解相圖第19頁/共50頁脫水溫度：在總壓為1atm、0.6atm、0.4atm時，最適宜的脫水溫度為280480、260460、240440。此溫度范圍內， PHCl/PH2O比值較小也可以脫水得到氯化鎂，高于或低于此溫度范圍，則要求其比值增大。氣相中PHCl/PH2O比值：氯化鎂的最終脫水在沸騰爐中，以氯化氫氣體作為加熱介質進行的（加熱和保護）。最適宜溫度范圍內， PHCl/PH2O應大于1.01.5。脫水過程中，由于水進入氣相，則要求送入沸騰爐的氯化氫氣體的PHCl/PH2O高于上述值，一般為PHCl/PH2O=1020。氣相

6、中氯化氫及水總壓：二者比值不變，二者總壓減小可適當降低脫水溫度。第20頁/共50頁 低水合氯化鎂的制取低水合氯化鎂：是指含一個或兩個結晶水的氯化鎂。是無水氯化鎂制取的主要原料。其制取過程分兩階段脫出氯化鎂水合物中的水分子。第一階段：一次脫水，預先制得六水或四水氯化鎂，然后在干燥設備中脫水得低水氯化鎂；或者直接將鹵水噴入脫水設備內進行脫水制得低水氯化鎂。第二階段：將低水氯化鎂在氯化氫氣氛保護下進行徹底脫水制得無水氯化鎂；或將低水氯化鎂與氯化鉀、氯化鈉共融氯化脫水制得熔體氯化鎂。第21頁/共50頁第22頁/共50頁硫酸根和重金屬：加氯化鈣和硫化鈉；溴：加氯氣，同時將過剩硫化鈉氧化為硫酸鈉，未除凈

7、的重金屬被氧化成不溶性的氧化物沉淀；殘余硫酸根：氯化鋇；硼：活性氧化鈣或氧化鋁（有機溶劑萃取法)氯化鎂溶液的蒸發和氯化鎂水合物的脫水鹵水凈化濃度低于35%的鹵水蒸發：以前采用蒸汽加熱的列管式多效 蒸發器， 但極易結垢，熱效率低，設備腐蝕嚴重，維修費 用大。目前多采用帶浸入式燃燒器的蒸發設備。第23頁/共50頁優點：結構簡單； 熱效率高（85%90%）缺點：對濃度超過35%的溶液， 進行蒸發困難很大。第24頁/共50頁濃度高于35%的鹵水蒸發：采用蛇形管蒸汽間接加熱的敞開蒸發槽 或內部裝有陶瓷填料環的以燃燒氣體直接加熱噴灑塔，可將氯化鎂 濃度濃縮到4050%，高濃度鹵水再送往造粒塔造粒，得到0.

8、52mm 的六水或四水氯化鎂水合晶體。然后再在沸騰爐內，利用熱空氣進行 干燥脫水而得到低水合氯化鎂。由鹵水直接制取低水合氯化鎂 采用噴霧脫水或噴霧沸騰造粒脫水法由35%或4050%的鹵水，直接制取低水合氯化鎂。 主要設備：脫水塔。熱鹵水經高壓噴槍霧化為液體，由鼓入的熱風加熱，迅速蒸發脫水，變成粉狀低水合氯化鎂，并隨同廢氣進入旋風分離器，實現固氣分離。第25頁/共50頁缺點：產物為粉狀，堆密度小，吸濕性強，易飛揚損失， 需要加壓成塊，破碎之后才能進行最終脫水。優點：脫水速度快，設備產能高，產品含水低。第26頁/共50頁 氯化鎂水合物的徹底脫水 此過程相當困難，工藝復雜。要考慮如何抑制副反應；設備

9、材料的防腐；保護性氣氛的選擇、回收及有效循環。徹底脫水方法流態化脫水熔融態脫水二者結合第27頁/共50頁氯化鎂水合物的流態化脫水 氯化氫氣氛下低水合氯化鎂的脫水沸騰爐。所得產品氯化鎂94%，水0.4%，氧化鎂0.2%可送入電解槽進行電解。 備注：1、可適當加惰性氣體稀釋氯化氫氣體，確保沸騰爐內 的沸騰狀態。2、沸騰爐出來的HCl尾氣含有大量水，應采用冷凝、吸 附的方法，除掉大部分水，經加熱再返回沸騰爐循環 使用；3、分離過程中有部分HCl冷凝為稀鹽酸，生產過程也有 HCl損失，因此要注意補充新鮮HCl氣體。第28頁/共50頁 氯氣氣氛下低水合氯化鎂的脫水 氯化氫氣氛下低水合氯化鎂的脫水：尾氣中

10、大量的HCl和水蒸汽對設備腐蝕嚴重，同時HCl被水吸收為鹽酸，不能循環使用，成本增加。第29頁/共50頁氯化鎂低水合物的熔融氯化脫水 所得產品氯化鎂9295%，氧化鎂0.20.4%可送入電解槽進行電解.第30頁/共50頁氯化鎂低水合物的間接脫水硫化床氨化槽MgCl22H2OMgCl26H2OMgCl22NH3流化床MgCl2NH3 第31頁/共50頁 脫水設備的防腐 含鈦和含高鎳鉻的高溫合金鋼受腐蝕速度較慢。第32頁/共50頁5.2 氧化鎂 氧化鎂的物化性質，用途及分類 氧化鎂生產第33頁/共50頁 氧化鎂的物化性質，用途及分類顏色顏色白色粉末。白色粉末。分子式分子式MgO分子量分子量40熔點

11、熔點2852（高度耐火絕緣性）（高度耐火絕緣性）沸點沸點3600晶系晶系松散、無定形結構松散、無定形結構毒性等毒性等無嗅、無味、無毒、無嗅、無味、無毒、溶解性溶解性不溶于水及有機溶劑，易溶于酸及銨鹽溶液；不溶于水及有機溶劑，易溶于酸及銨鹽溶液；吸水性強，生成堿式碳酸鎂。吸水性強，生成堿式碳酸鎂。 氧化鎂的物化性質第34頁/共50頁 氧化鎂的用途及分類分類方式分類方式種類情況種類情況用途用途按物化性質分類按物化性質分類輕質氧化鎂輕質氧化鎂橡膠、染料、催化劑、鋼球拋光、橡膠、染料、催化劑、鋼球拋光、電子陶瓷、黏合劑等諸多行業電子陶瓷、黏合劑等諸多行業 次輕質氧化鎂次輕質氧化鎂重質氧化鎂重質氧化鎂活

12、性氧化鎂活性氧化鎂橡膠制品、膠粘劑橡膠制品、膠粘劑 按用途分類按用途分類耐火材料級耐火材料級化學級氧化鎂化學級氧化鎂橡膠添加劑醫藥、化肥、絕緣材料、橡膠添加劑醫藥、化肥、絕緣材料、建筑材料、食品飼料添加劑、鎂基建筑材料、食品飼料添加劑、鎂基潤滑油、鍋爐水處理劑潤滑油、鍋爐水處理劑按資源及加工方按資源及加工方法分類法分類鹵水海水鎂砂鹵水海水鎂砂鹽田鹵水制光鹵石的母液獲得鹽田鹵水制光鹵石的母液獲得天然鎂砂天然鎂砂由菱鎂礦生產由菱鎂礦生產第35頁/共50頁 氧化鎂的生產方法 菱鎂礦煅燒法 氫氧化鎂法第36頁/共50頁 煅燒菱鎂礦生產氧化鎂煅燒反應32MgCOMgOCO分解反應的自由焓和分解壓與溫度關

13、系20110.850.1202log5785 /14.16COGTpT 第37頁/共50頁結論：菱鎂礦分解溫度為640660， 白云石為910930。第38頁/共50頁煅燒溫度因氧化鎂用途不同而不同用途用途煅燒溫度煅燒溫度設備設備生產氯化鎂生產氯化鎂800豎窯、回轉窯、沸騰爐豎窯、回轉窯、沸騰爐硅熱法煉鎂硅熱法煉鎂1200（菱鎂礦菱鎂礦）充分排出充分排出CO2，有利于下一還原過程，有利于下一還原過程1200（白云石白云石）3322MgCOCaCOMgO CaOCO第39頁/共50頁 用氯化鎂溶液（海水）生產氧化鎂42422222222222()()()()()MgSOCaClCaSOMgClM

14、gO CaOH OMg OHCa OHMgClCa OHMg OHCaClMg OHMgOH O 以白云石和氯化鎂溶液為原料生產氧化鎂CaO第40頁/共50頁 碳酸氫鎂法生產氧化鎂 氯化鎂水合物熱解法生產氧化鎂222323232232232()()3()()23Mg OHCa OHCOMg HCOCaCOH OMg HCOH OMgCOH OCOMgCOMgOCO碳酸化：熱分解：煅燒：222625MgClH OMgOHClH O第41頁/共50頁 氧化鎂研究概況工業氧化鎂、活性氧化鎂、食品級氧化鎂、醫藥級氧化鎂、高純氧化鎂、氧化鎂晶須、特種氧化鎂、超細氧化鎂和納米氧化鎂等.第42頁/共50頁

15、高純氧化鎂凈 化鎂鹽溶液除鈣、硼、鈹等螯合劑沉淀反應凈化溶液沉淀鎂氨水洗 滌氫氧化鎂溶 解無機酸沉淀過濾沉淀鐵、鋁銨鹽或鈉鹽溶液離子交換濾液除鐵、鋁、錳等沉 淀堿液過濾、洗滌、煅燒濾出液高純氧化鎂氫氧化鎂第43頁/共50頁 超細氧化鎂鹵水精制鹵水除K+、Na+、CO32-、 SO42-、Fe2+沉淀反應洗 滌氫氧化鎂過 濾石灰乳制備超細氧化鎂石灰石煅 燒第44頁/共50頁 納米級氧化鎂 納米氧化鎂廣泛應用于高級陶瓷材料，電器絕緣材料、化妝品、香粉、油漆、橡膠填充劑，催化劑載體等。鎂銨法復分解法24332444332424324332433222322223222()22()()()2()22(

16、)()3()2MgClNH HCOMg HCONH ClMgSONH HCOMg HCONHSOMg NONH HCOMg HCONH NOMg HCOMg OHCOH OCOMg OHCOMgOH OCO第45頁/共50頁均勻沉淀法23224432242422222242222()222()()()3()2()MgClNHH OMg OHNH ClMgSONHH OMg OHNHSOMgClCO NHH OMg OHCONH ClMg OHMgOH O純堿法223232423232243223232332223222232233233()33223()5()2MgClNa COH OMgCOH ONaClMgSONa COH OMgCOH ONa SOMg NONa COH OMgCOH ONaNOMgCOH OMg OHCOH OCOMg OHCOMgOH OCO第46頁/共50頁碳化法和煅燒法