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概述[1]
氯化镁是一种氯化物,一种典型的离子卤化物,易溶于水。水合氯化镁可从盐水或海水中提取,通常含6分子结晶水。但加热到95℃时,结晶水就流失了。在35℃以上开始分解,释放出氯化氢(HCl)气体,是工业生产镁和镁制品的基本原料,也是许多催化剂和医药的中间体。
物理和化学性质[1]
氯化镁是一种氯化物,化学式为MgCl2。无色易潮解。它是一种典型的离子卤化物,易溶于水。水合氯化镁可从盐水或海水中提取,通常含6分子结晶水。但加热到95℃时,结晶水就流失了。在35℃以上开始分解并释放出氯化氢(HCl)气体,氯化氢是工业生产镁及镁制品的基本原料。
流程[2] [3]
1.道氏制镁法
制备氯化镁的方法是将海水和煅烧白云石制成浆料,与盐酸反应生成氯化镁溶液,经浓缩干燥生成氯化镁?3/2H2O .这种原料直接加入电解槽进行反应,副产物氯气可以回收利用。
海水从导水槽引入,过滤后的污泥进入沉淀池,与石灰混合,过滤后与20% HCl反应生成MgCl2,蒸发得到固体氯化镁,再在干燥炉中干燥得到低水合氯化镁(MgCl2?3/2H2O),成为陶氏法镁电解的原料。
2.法尔本过程
法尔本工艺最早由德国法本工业公司使用,欧洲主要的镁生产商挪威诺斯克·希律公司也使用该工艺。在该工艺中,菱镁矿和焦炭均匀混合成团,然后在竖炉中煅烧,然后氯化生产无水氯化镁,作为电解的原料。镁是通过电解得到的,电解副产物Cl2可以回收利用。IG电解槽的结构是每个电解槽中有4 ~ 5个石墨电极(阳极),均匀分布在一个带耐火衬里的矩形钢壳内。每个阳极夹在两个钢阳极之间。将耐火隔板浸入电解质中,以将阳极产物Cl2与阴极产物Mg分开,并防止它们之间的反应。电解质的密度高于镁的密度。电解液的温度由电阻加热控制。这种电解槽存在的主要问题是:耐火隔板使电极间距增大,电流密度降低;由于电解质的化学侵蚀和热循环侵蚀,耐火材料的使用寿命大大缩短,使得IG电解槽的使用寿命不够理想。
3.马格诺拉过程
马格诺拉法是通过在蛇形管中电解氯化镁来生产镁。用浓盐酸浸泡石棉尾矿制备氯化镁溶液。通过调节pH值和应用离子交换技术生产浓缩超高纯氯化镁溶液,然后脱水电解。一些公司还利用石棉尾矿中的硅酸镁来制备金属镁。
4.氯化氢和氯气气氛下的脱水过程
美国Magcorp公司将盐湖卤水蒸发浓缩,将含氯化镁的浓缩液喷雾干燥,得到粉状氯化镁。将氯化镁粉末放入熔融罐中,在氯气的保护下,熔融的氯化镁通过催化流化脱水提纯,除去氧化镁、其他微量杂质和残留水,得到精制的无水氯化镁。
5.复盐过程
首先,水合氯化镁与氯化钾和氯化铵反应制备复盐结构的钾(铵)光卤石。由于光卤石中氯化镁的活性小于水合氯化镁,脱水过程中的水解明显减少,无水氯化镁的质量提高。光卤石脱水两次。一次脱水得到含水量很少的固体脱水物,二次熔融氯化完全脱水得到无水光卤石熔体,用于电解镁。
6.氨处理
(1)在水性介质中
水合氯化镁与氯化铵溶液中的氨反应生成沉淀的六氯化镁晶体。晶体中原始水合氯化镁的水合分子已被除去。从含有未反应的氨、氯化镁和氯化铵的水溶液中分离出沉淀物,然后用液氨洗涤沉淀的晶体,并将洗涤的晶体分解以获得无水氯化镁和氨气。该工艺没有氯化镁的低水合物水解和副反应,得到的无水氯化镁纯度极高。
(2)在有机溶剂介质中
在水介质中,水合氯化镁的脱水过程不离开水环境和大气。后来美国等许多国家的相关研究机构提出用有机溶剂代替水。该工艺使无水氯化镁的制备对环境和大气脱水,并取消了溶剂水的环节。与以水为介质的方法相比,该工艺在节约能耗和提高无水氯化镁质量方面向前迈进了一步,已成为国内外的重点发展方向。该过程的关键是有机溶剂的选择。主要步骤如下:水合氯化镁与有机溶剂形成氯化镁有机络合物,除去水合氯化镁与有机溶剂形成络合物时产生的游离水,有机络合物与氨反应形成六氨氯化镁沉淀,分离沉淀,加热得到无水氯化镁,有机溶剂和氨重复使用。
白片氯化镁白色氯化镁片
下游产品[1]
1.金属镁
镁主要用于轻合金中,在空之间的轨道中镁的含量比其他金属多。镁在国防工业中应用广泛,镁合金是久负盛名的“国防金属”。比如每枚洲际导弹就用了近一吨的镁合金。水氯镁石脱水是镁工业发展最先进、最理想的技术路线。但由于低水化氯化镁在高温下水解,水氯镁石脱水成为世界性的科研难题。
2.高纯氧化镁
高纯氧化镁,外观为白色无定形粉末,高温下具有优异的耐酸碱性和电绝缘性,透光性好,热导率高,热膨胀系数大。广泛用作高温耐热材料,广泛应用于电子、陶瓷、仪器、航空航天等领域。
美国通过氯化镁的高温水解制备氧化镁。首先喷洒水氯镁石溶液,然后在500℃煅烧。首先,除去部分结晶水以生成MgO。MgCl·H2O,然后转化为碱式氯化镁Mg(OH)Cl。当温度进一步升高到510℃以上时,Mg(OH)Cl继续分解成MgO。
乳白色氯化镁乳白色氯化镁
3.氢氧化镁
在非耐火材料领域产量最高、品种最多、应用领域最广的氢氧化镁被称为绿色安全中和剂、环保型阻燃剂、第三碱。以氯化镁焙烧生成的氧化镁为原料,采用先水化后水热法两步法制备六方片状氢氧化镁。
4.碱式碳酸镁
轻质碳酸镁属于碱式碳酸镁,化学式为xMgCO3?yMg(OH)2?zH2O .由于其堆积密度低,被广泛用作橡胶制品的填充剂和补强剂,该产品在国内外市场上很受欢迎。
5.镁水泥作为一种建筑材料,镁水泥具有强度高、硬化快、弹性表面光泽好、隔热、隔音、制备工艺简单等特点,但一直没有大规模生产。
6.吃氯化镁
食品级氯化镁,又称水氯镁石,化学式为MgCl2?6H2O,分子量203。白色晶体,柱状或针状,苦味。溶于水和乙醇,湿度大时易潮解,116 ~ 118℃热熔分解。别名氯化镁卤水,盐卤,是由水氯镁石或直接从制盐母液制得。食用氯化镁在豆制品生产中可作为食品添加剂,作为稳定剂或凝固剂,少量对人体无害。
咖啡色氯化镁棕色氯化镁
7.氯化镁型融雪防尘剂
氯化镁型融雪防尘剂具有较强的融雪融冰、抑尘性能,且易溶于水并易潮解,伴有较高的溶解热。氯化镁融雪剂是目前融雪剂市场上应用最广泛的产品之一。
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