專利名稱：一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法
技術領域：
本發明涉及輕金屬冶煉領域，尤其涉及一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法。
背景技術：
鎂是最輕的結構金屬材料之一，具有延展性、無磁性且有良好的熱消散性，是現階段和未來很重要的金屬材料。目前工業生產金屬鎂的主要方法有皮江法和電解法皮江法是以白云石礦為原料采用硅熱法還原生產金屬鎂，該方法具有投資小、成本較低、易于控制等特點，目前85%以上的金屬鎂由皮江法生產，但皮江法的缺點是該工藝采用白云石高溫(1200°C以上)煅燒得到煅白，其成本和能耗高，生產過程中排放大量的二氧化碳氣體和硫、氮氧化物等污染氣體，嚴重地污染環境，而且白云石礦屬于天然礦物，是不可再生資源，其開采、加工等對礦區生態環境破壞嚴重；電解法是以無水氯化鎂為原料電解生產鎂，具有易于大規模工業化生產、自動化控制的優點，但電解法所用的原料無水氯化鎂的制備工藝條件十分苛刻，氯化鎂的最后兩個結晶水脫除很困難，電能消耗巨大，導致電解法生產金屬鎂的成本高，該方法生產金屬鎂的成本中，約50%用于氯化鎂的脫水，另外，該方法生產金屬鎂還會產生有毒氣體氯氣，對環境造成破壞，缺乏市場競爭力。中國專利200810150223. O和200910117572. 7提供了一種利用水氯鎂石和石灰真
空熱還原制備金屬鎂的技術，該技術的最大特點是采用副產的氯化鎂和副產的石灰制備用于硅熱法煉鎂的原料-煅白，該技術解決了鹽湖副產的大量水氯鎂石和煅燒石灰石時的副產物石灰的廢物利用問題，提供了一種新的制備煅白的工藝。但該技術的不足是根據實踐調研發現，原副產的石灰現如今主要用于建材等行業，其石灰的價格有一定的上漲，這對于該技術的成本優勢方面有明顯的影響。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、易實現的利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法。為解決上述問題，本發明所述的一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于該方法是指首先將氯化鎂和電石渣投入水中，在常溫下攪拌反應
O.5 3h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將所述料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，洗滌所述固體沉淀物，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末；最后，將所述干燥的固體粉末于60(Ti00(rc的溫度下煅燒O. 5^3h,即得煅白；其中所述電石渣與所述氯化鎂的摩爾比為2 3 :1，且所述電石渣的量以100%Ca(0H)2計；所述水的加入量為所述氯化鎂和所述電石渣總質量的2 3倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于該方法 是指將電石渣按其鈣含量與氯化鎂以I :0. 8^1. 2的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；所述氫氧化鎂經干燥至恒重后與含等摩爾氫氧化鈣的電石渣混勻，于60(Ti00(rc的溫度下煅燒O. 5^3h,即得煅白；其中所述水的加入量為所述氯化鎂和所述電石渣總質量的廣3倍，且所述氯化鎂的量以100%MgClJ+ ;所述電石渣中鈣含量以100%Ca (OH) 2計。所述氯化鎂是指水氯鎂石或氯化鎂飽和溶液。所述電石渣為電石生產乙炔氣后排放的廢渣。 本發明與現有技術相比具有以下優點
I、電石生產乙炔氣過程中副產的電石渣，其主要成分為氫氧化鈣，目前只有很少一部分用于建材行業，絕大多數為長期無組織堆放，尚未對其大規模有效利用。It電石水解大約能產生I. 2t干電石渣，其副產量巨大，長期堆放不僅占用大量土地而且對環境、經濟和社會造成很大的負面影響。本發明采用電石渣來代替石灰作為原料制備煅白，不僅使電石渣變廢為寶，而且節約了合成煅白的成本，其成本優勢增加，而且能解決電石渣的任意堆放污染環境的問題，利于環保，有很好的環境效益；同時本發明電石渣原料充足、易得，有很好的經濟效益。2、本發明整個工藝過程簡單易控，對設備無腐蝕，而且煅燒過程溫度較低，使得煉鎂的能耗大幅度降低，適用于電石渣副產量大或者氯化鎂資源豐富的地區使用皮江法生產金屬鎂使用。3、本發明主要適用于鹽湖鹵水提鉀企業綜合利用廢棄老鹵，PVC產業副產的電石渣的綜合利用，有利于鹽湖化工產業鏈的延伸，具有較好的經濟效益。
具體實施例方式實施例I 一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取709g電石渣(Ca(OH)2含量為58. 5%)，加入2400ml自來水，攪拌10分鐘，加入600ml氯化鎂飽和溶液(濃度為4. 6716mol/L)，Ca(OH)2和MgCl2的摩爾比2 :1，在常溫下攪拌反應lh，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為I. 11 :1，Cr含量為O. 93%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于850°C的溫度下煅燒lh，即得煅白，測定其水活性為29. 1%。實施例2 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取515. 3g電石渣(Ca(OH)2含量為80. 5%)，加入2400ml自來水，攪拌10分鐘，力口入600ml氯化鎂飽和溶液(濃度為4. 6716mol/L)，Ca(OH)2和MgCl2的摩爾比2 :1，在常溫下攪拌反應lh，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為I. 15 :1，Cr含量為O. 95%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于900°C的溫度下煅燒O. 5h，即得煅白，測定其水活性為31. 6%。實施例3 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取607g電石渣(Ca (OH)2含量為58. 5%)與485g氯化鎂固體(MgCl2含量為45. 5%)，加入1600ml自來水，攪拌10分鐘，Ca(OH)2和MgCl2的摩爾比2 :1，在常溫下攪拌反應lh，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為1.02 :1，Cl—含量為O. 89%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于850°C的溫度下煅燒lh，即得煅白，測定其水活性為34. 3%。 實施例4 一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取368g電石渣(Ca (OH) 2含量為58. 5%)與293g氯化鎂固體(MgCl2含量為45. 5%)，加入1320ml自來水，攪拌10分鐘，Ca(OH)JPMgClJ^摩爾比2 :1，在常溫下攪拌反應O. 5h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為I. 19 :1，Cl—含量為O. 98%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于600°C的溫度下煅燒3h，即得煅白，測定其水活性為25. 0%。實施例5 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取1182g電石渣(Ca(OH)2含量為58. 5%)加入3700ml自來水，攪拌10分鐘后投入IOOOml氯化鎂飽和溶液(MgCl2濃度為4. 6716mol/L)，在常溫下攪拌反應2h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為1.07 :1，Cr含量為O. 81%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于1000°C的溫度下煅燒O. 5h，即得煅白，測定其水活性為32. 7%。實施例6 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，
該方法是指首先稱取1710g電石渣(Ca(OH)2含量為58. 5%)加入5500ml自來水(水
為氯化鎂和電石渣的3倍)，攪拌10分鐘后投入IOOOml氯化鎂飽和溶液(MgCl2濃度為
4.6716mol/L)，Ca(OH)2和MgCl2的摩爾比2. 89 :1，在常溫下攪拌反應2h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為O. 89 :1，Cr含量為
O.81%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于1000°C的溫度下煅燒lh，即得煅白，測定其水活性為28. 4%。實施例7 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先稱取877g電石渣(Ca (OH)2含量為58. 5%)與480g氯化鎂固體(MgCl2含量為45. 5%)，加入1940ml自來水(水為氯化鎂和電石洛的2倍),攪拌反應3h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，用自來水(用水量為固體沉淀物質量的兩倍)洗滌固體沉淀物3次，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為O. 78 :1，Cr含量為I. 03%，鎂的轉化率為100%。最后，將干燥的固體粉末于900°C的溫度下煅燒lh，即得煅白，測定其水活性為 35. 1%。
實施例8 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指將電石渣按其鈣含量(以100%Ca (OH)2計)與氯化鎂以I :0. 8的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；氫氧化鎂經干燥至恒重后與等摩爾的電石渣混勻，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為O. 91 1 ;將固體粉末于600°C的溫度下煅燒3h，即得煅白，測定其水活性為31. 0%。其中水的加入量為氯化鎂和電石渣總質量的I倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。實施例9 一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指將電石渣按其鈣含量(以100%Ca(0H)2計)與氯化鎂以I :1. 2的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；氫氧化鎂經干燥至恒重后與等摩爾的電石渣混勻，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為I. 13 1 ;最后，將固體粉末于1000°C的溫度下煅燒O. 5h，即得煅白，測定其水活性為32. 9%。其中水的加入量為氯化鎂和電石渣總質量的3倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。實施例10 —種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指將電石渣按其鈣含量(以100%Ca(0H)df)與氯化鎂以I :1的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；氫氧化鎂經干燥至恒重后與等摩爾的電石渣混勻，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為1.02 1 ;最后，將固體粉末于900°C的溫度下煅燒lh，即得煅白，測定其水活性為29. 2%。其中水的加入量為氯化鎂和電石渣總質量的2倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。實施例11 一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指將電石渣按其鈣含量(以100%Ca(OH)2計)與氯化鎂飽和溶液(MgCl2濃度為4. 6716mol/L)以I :1的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；氫氧化鎂經干燥至恒重后與等摩爾的電石渣混勻，該干燥的固體粉末中鎂鈣摩爾比為
I.10 1 ;最后，將固體粉末于700°C的溫度下煅燒2. Oh,即得煅白，測定其水活性為27. 8%。其中水的加入量為氯化鎂和電石渣總質量的I. 5倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。
上述實施例f 11中電石渣為電石生產乙炔氣后排放的廢渣，其主要成分Ca(OH)2的含量為45% 85%。
權利要求
1.一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于該方法是指首先將氯化鎂和電石渣投入水中，在常溫下攪拌反應O. 5 3h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將所述料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，洗滌所述固體沉淀物，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末；最后，將所述干燥的固體粉末于60(Tl00(rC的溫度下煅燒O. 5^3h,即得煅白；其中所述電石渣與所述氯化鎂的摩爾比為2 3 :1，且所述電石渣的量以100%Ca(0H)d+ ;所述水的加入量為所述氯化鎂和所述電石渣總質量的2 3倍，且所述氯化鎂的量以100%MgCl2計。
2.一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于該方法是指將電石渣按其鈣含量與氯化鎂以I :0. 8^1. 2的摩爾比在常溫條件下溶于水中，充分攪拌反應，經過濾、洗滌后得到氫氧化鎂；所述氫氧化鎂經干燥至恒重后 與含等摩爾氫氧化鈣的電石渣混勻，于60(Tl00(rC的溫度下煅燒O. 5^3h,即得煅白；其中所述水的加入量為所述氯化鎂和所述電石渣總質量的廣3倍，且所述氯化鎂的量以100%MgClJ+ ;所述電石渣中鈣含量以100%Ca(0H)2計。
3.如權利要求I或2所述的一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于所述氯化鎂是指水氯鎂石或氯化鎂飽和溶液。
4.如權利要求I或2所述的一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，其特征在于所述電石渣為電石生產乙炔氣后排放的廢渣。
全文摘要
本發明涉及一種利用電石渣和水氯鎂石制備硅熱法煉鎂用煅白的方法，該方法是指首先將氯化鎂和電石渣投入水中，在常溫下攪拌反應0.5~3h，經充分反應后生成氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合料漿；然后，將所述料漿進行固液分離，得到固體沉淀物；其次，洗滌所述固體沉淀物，并烘干該固體沉淀物至恒重，得到干燥的固體粉末；最后，將所述干燥的固體粉末于600~1000℃的溫度下煅燒0.5~3h，即得煅白。本發明將原料電石渣化害為利、變廢為寶；整個工藝過程簡單易控，對設備無腐蝕，適用于電石渣副產量大或者氯化鎂資源豐富的地區使用皮江法生產金屬鎂使用。
文檔編號C01F5/02GK102616815SQ20121004227
公開日2012年8月1日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者唐宏學, 李寧, 李波, 楊占壽, 王樹軒, 王舒婭, 祁米香 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所