利用电石渣和盐湖氯化镁制备氢氧化镁研究.pdf

Preparation of high-purity magnesium hydroxide via utilizing carbide slag
and magnesium chloride from salt lakes
A Dissertation Submitted to
Shihezi University
In Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering
By
Li Yang
(Applied Chemistry)
Dissertation Supervisor: Associate Professor, Dan jian-ming
June, 2011
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研究生签名: 时间: 年月日
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导师签名: 时间: 年月日
摘要
本论文以电石渣和盐湖 MgCl2 为原料制取高纯 Mg(OH)2。由于电石渣杂质成分比较复杂,故分
别采用 Na2SO4、NH4Cl 两种物质与电石渣反应,将生成的 NaOH 和 NH3 分别与重结晶的 MgCl2 反应
制 Mg(OH)2。通过单因素实验及正交实验得出两种制备 Mg(OH)2 的工艺,并利用电感耦合等离子体
(ICP)、EDTA 络合滴定法测定 Mg(OH)2 产品纯度,利用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)
等对产品进行表征。
-1
Na2SO4 法最佳工艺条件为:过量的 Na2SO4 溶液与电石渣混合静置 20 h,滤液与 mol·L 的
MgCl2 溶液反应,反应温度为 40℃,反应时间为 35 min。所得的 Mg(OH)2 产品纯度为 %,XRD
检测的结果图与 Mg(OH)2 标准图谱完全一致,SEM 结果图显示制得的 Mg(OH)2 为片状、粒径在 1 μm
左右的超细粉体。
-1
NH4Cl 法最佳工艺条件为:NH4Cl 与 MgCl2 的摩尔比值为 ,MgCl2 浓度为 mol·L ,反应
时间为 60 min,反应温度为 25℃,陈化时间为 2 h。该条件下 Mg(OH)2 生成率可达到 %以上,
Mg(OH)2 产品纯度为 %,XRD 检测的结果图与 Mg(OH)2 标准图谱完全一致,SEM 结果图显示
制得的 Mg(OH)2 为片状,粒径在 1 μm 左右的粉体,产品符合 HG/T3607-2007 标准。
对比两种方法,电石渣中的氢氧化钙的溶解性较小,与 Na2SO4 的反应程度不大,影响最后
Mg(OH)2 的产率,而且耗水量大,得到的 Mg(OH)2 为胶体,影响过滤性能,由于 Na2SO4 与电石渣
反应不完全,废液中成分比较复杂,不易回收再利用。NH4Cl 方法则是将 NH4Cl 与电石渣生成的 NH3
与 MgCl2 反应制取 Mg(OH)2,而滤液中的 NH4Cl 可再次与电石渣反应,实现循环利用,也可同时得
到副产品 CaCl2,CaCl2 产品的纯度为 %,副产品 CaCl2 符合 HG/T2327-92 标准,而实验中 NH4Cl
也实现了循环利用,循环率可达到 %。
分别利用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠为改性剂对 Mg(OH)2 进行在线
改性,通过对三种改性剂的添加量和改性时间的研究表明,最佳改性剂为十二烷基苯磺酸钠,添加
量为 3%,改性时间为 2h,改性后 Mg(OH)2 的活化指数为 %。
综上所述,利用电石渣和盐湖 MgCl2 制取 Mg(OH)2,并采用在线改性方法,不仅缩短了工艺流
程,NH4Cl 也实现了循环利用。本研究以废弃物的综合利用和 NH4Cl 的闭路循环为特色,对实现节
能减排、低碳经济具有促进作