卤水白云石法制备纳米氧化镁的研究
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纳米氧化镁的制备及其应用纳米氧化镁的制备及其应用引言纳米材料在当今科技领域得到了广泛的应用和研究,纳米氧化镁作为一种纳米材料,也逐渐引起了人们的关注。
本文将重点探讨纳米氧化镁的制备方法以及在各个领域的应用。
一、纳米氧化镁的制备方法纳米氧化镁的制备方法有多种途径,本章将介绍其中的一些典型方法。
1. 水热法制备纳米氧化镁水热法制备纳米氧化镁是一种常见的方法。
首先,将氯化镁溶液与氢氧化钠溶液混合反应,产生氢氧化镁。
然后,将氢氧化镁溶液加入到高温高压的水热反应体系中进行反应,反应一段时间后,用离心机分离出沉淀,沉淀即为纳米氧化镁。
2. 气相法制备纳米氧化镁气相法制备纳米氧化镁主要是利用物理或化学手段将氧化镁气体分解成氧化镁纳米粒子,然后通过沉积或沉淀的方式得到纳米氧化镁。
常用的气相法包括喷雾热解法、溅射法等。
3. 模板法制备纳米氧化镁模板法是一种制备纳米材料的常用方法,同样适用于纳米氧化镁的制备。
该方法通过将纳米材料自组装在特定形状的模板上,经过处理后得到纳米氧化镁。
常见的模板包括聚苯乙烯微球、介孔材料等。
二、纳米氧化镁的应用领域纳米氧化镁具有较高的比表面积和特殊的物理、化学性质,因此在多个领域具有广泛的应用。
1. 生物医学领域纳米氧化镁在生物医学领域有着潜在的应用前景。
其具有抗菌性能和生物相容性,可以用于制备细菌过滤器、医用材料等。
此外,纳米氧化镁还具有较好的成骨性能,可用于骨组织工程。
2. 环境污染治理纳米氧化镁可以应用于环境污染治理领域。
由于其较大的比表面积和催化性能,可以用于重金属离子的吸附和去除,如汞、铅等有害物质。
3. 电子领域纳米氧化镁在电子领域具有重要的应用。
其具有优异的电学性能和较高的热导率,可以用于制备高效电子器件、导电胶体等。
4. 防腐蚀领域纳米氧化镁还可以应用于防腐蚀领域。
在金属腐蚀方面,纳米氧化镁具有优秀的阻化学性能和防腐蚀性,可以起到有效保护金属的作用。
结论本文综述了纳米氧化镁的制备方法以及其在各个领域的应用。
白云石碳化法生产纳米氧化镁过程
河北镁神化工科技集团在采用白云石碳化法生产纳米氧化镁中,白云石经过900~1000度的煅烧后,可以获得白云灰物质,然后将白云灰用80~90度的热水进行蒸煮、除渣,配置成含有11~12g/L氧化镁的灰乳。
然后再将灰乳用含有30~40%CO2的混合气体进行碳化。
碳化时间为1个小时,碳化的最终温度要小于25度。
将得到的浆液过滤得到约含9g/L氧化镁的重镁水。
在不同条件下对重镁水进行热解、干燥盒煅烧,就得到纳米氧化镁产品。
镁神集团可以根据大家生产产品的不同,为大家生产不同含量的氧化镁,详情你可以直接来电咨询。
纳米氧化镁的制备方法1.水解法水解法是制备纳米氧化镁的一种常用方法。
首先,将一定量的硝酸镁(Mg(NO3)2)溶解在去离子水中形成镁离子溶液。
然后,将溶液加热至80-100℃,加入适量的碱液(如氨水或碳酸氢铵),以调节溶液的pH值。
在适当的温度下,镁离子会与碱液中的氢氧根离子结合生成氢氧化镁(Mg(OH)2)。
接下来,将得到的氢氧化镁进行分散,加入一定的表面活性剂,如十二烷基硫酸钠(SDS),利用超声波或机械搅拌等手段将其分散成纳米尺寸的颗粒。
最后,将分散的氢氧化镁进行煅烧,将其转化为纳米氧化镁。
2.水热法水热法是一种简单有效的制备纳米氧化镁的方法。
首先,将一定量的镁盐(如硝酸镁)溶解在去离子水中,并添加足够的碱性物质(如氨水或碳酸氢铵)调节溶液的pH值。
然后,将溶液真空干燥得到固体样品。
接下来,将得到的固体样品置于高压容器中,在恒定的温度和压力下进行水热反应。
在合适的条件下,水热反应能够促使溶液中的镁离子与氢氧根离子结合,并形成纳米氧化镁。
最后,将反应得到的产物进行过滤、洗涤和干燥等处理,即可得到纳米氧化镁。
3.气相法气相法是一种制备高纯度纳米氧化镁的方法。
首先,将一定量的镁金属沉积在纯净的基底上,如石英玻璃片。
然后,将镁金属在合适的温度下进行煅烧,形成镁蒸汽。
接下来,将镁蒸汽与氧气或水蒸汽进行反应,生成氧化镁气体。
最后,将氧化镁气体沉积在基底上,形成纳米氧化镁薄膜。
这种方法可以通过控制反应温度和时间等参数来控制纳米氧化镁的尺寸和形貌。
4.其他方法除了上述几种常见的方法外,还有很多其他方法可以用于制备纳米氧化镁。
例如,溶胶-凝胶法、共沉淀法、微乳液法等。
这些方法利用溶胶在液相中的成核和生长过程来制备纳米氧化镁颗粒。
其中,溶胶-凝胶法是一种低温制备纳米氧化镁的方法,通过将金属盐与氧化剂进行水解、缩聚和凝胶化等反应来制备氧化镁凝胶,最后通过煅烧处理得到纳米氧化镁。
而共沉淀法是通过将镁盐与沉淀剂(如碱金属盐)同时加入溶液中反应,通过沉淀形成纳米氧化镁。
以卤水为原料生产高纯氧化镁
对于以海水、卤水为原料生产氧化镁,国内目前使用的主要方法有石灰(或白云石灰)法、碳铵法、烧碱法。
其中石灰法的缺点是产品的氧化钙含量较高,分离很困难,产品氧化镁的质量多在96%以下,而进一步提高质量又将大幅提高成本。
碳铵法可以生产高品位氧化镁,但操作环境差,氨的回收过程能耗较高,生产的高纯氧化镁成本高。
烧碱法生产氧化镁,产品质量高,但成本方面很难过关。
为此,目前国内以卤水为原料生产高纯氧化镁的企业寥寥无几,产量非常小。
氧化镁产品的种类繁多,包括工业氧化镁(轻质氧化镁)、活性氧化镁、电工级氧化镁、煅烧氧化镁、磁性氧化镁、重质氧化镁、硅钢级氧化镁、医药级氧化镁、试剂级氧化镁、高纯氧化镁等。
不同氧化镁品位、功能的氧化镁价格相差较远。
我国普通级别的氧化镁产品产量很大,大量出口,市场疲软,企业为争夺市场,竞相压价,造成企业经济效益差甚至亏损;而高纯氧化镁、活性氧化镁、硅钢氧化镁等一些精细氧化镁市场需求较大,产品大量进口,市场前景广阔。
所以促进镁业的结构调整,加快我国镁盐精细产品的研究开发,生产功能性氧化镁产品已成为国内发展趋势。
卤水中氧化镁的提取工艺进展张景红,周启立,张向怡(中海油天津化工研究设计院,天津300131)摘要:随着中国经济的高速发展,对氧化镁产品的消费必然会有很大的提高,而从卤水中提取氧化镁既环保又能降低生产成本。
对从卤水中提取氧化镁的6种方法的工艺、优缺点以及适用性进行了分析和介绍。
分别从原料卤水要求、主要原料消耗、设备、环保、产品纯度以及目前企业使用情况等方面对各种氧化镁提取工艺进行比较,指出卤水氧化镁提取工艺的未来发展方向,并对中国卤水资源开发的方向进行了展望。
关键词:卤水;氧化镁;提取工艺中图分类号:TQ132.2文献标识码:A文章编号:1006-4990(2010)08-0007-03Progress i n extracti o n process of m agnesia fro m br i n eZhang Ji n ghong,Zhou Q il,i Zhang X iangy i(CNOOC T i anj i n Che m ical R esearch&D esi gn Institute,T ianjin300131,Chi na)Abstrac t:A long w ith the rap i d deve l op m ent of Ch i na c s econom y,cons umption o fm agnesia products must be i m proved g reatly.Extracti ng m agnesi a from brine not only can pro tect env iron m en t,but a l so can reduce t he producti on cost.P rocesses, advantages,disadvantages,and app licab ili ty o f t he six magnesi a ex tracti on m ethods fro m br i ne w ere ana l yzed and i ntro-duced.And all the ex tracti on m ethods w ere respecti ve ly compared i n ter m s of require m ents on bri ne,ma i n ra w m ate rials c consu mption,equ i p m en t,env iron m enta l protection,product pur it y,and current product service cond iti ons i n enterprises e tc..In add iti on,the deve l op m en t d irec ti on o f magnes i a extrac tion techno l ogy fro m br i ne i n f uture was po inted out and the development d i recti on of br i ne resources explo itati on i n Ch i na w as a lso prospected.K ey word s:brine;m agnesia;ex tracti on techno logy中国卤水(苦卤)资源居世界之首,但每年有大量的镁以废卤水的形式被排入盐湖或者海洋,未得到充分和有效的开发利用,既浪费了资源,又污染了环境[1]。
8盐科学与化工Journal of Salt Science and Chemical Industry第4R卷第#1201.年#月以卤水为原料制备高纯氧化镁研究进展宋达,王俐聪,吴丹,柴澍靖,王泽江,于筱禺,黄西平(国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津30019")摘要:高纯氧化镁是一种性能优良的化工材料,在陶瓷、冶金、医药、电子、国防等多 个领域有着广泛的应用,文章综述了几种卤水制备高纯氧化镁的方法(卤水喷雾热分解法、氨水沉淀法、石灰乳沉淀法、碳酸氢铵沉淀法)的原理和优缺点。
同时分析了近年来国内高纯氧化镁生产状况。
此外还探讨了以浓海水为原料制备高纯氧化镁的可能性。
关键词!高纯氧化镁;卤水;浓海水中图分类号:T Q132.2文献标识码:A文章编号:2096 -3408(2018)05 -0008 -03Review of High Purity MgO Preparation from Brine SONG Da,WANG Li - cong,WU Dan,CHAI Shu - jing,WANG Ze - jiang,YU Xiao - yu,HUANG Xi - ping(Institute of Tianjin Seawater Desalination and Multipurpose Utilization,State OceanicAnd ministration,Tianjin 30019",China)Abstract:High purity MgO is a high performance material. It is widely used in industry of china,metallurgy,pharmaceuticals,electronics and military. It was reviewed the process of producing high purity MgO from brine. Meanwhile,it is also revie^ved the marl^et performance of high purity MgO in China. In addition,it was also investigated the possibility of producing high purity MgOfrom concentration seawater.Key words :high purity MgO %brine %concentration seawater高纯氧化镁一般指纯度大于99%的氧化镁产品。
白云石制备高纯度氧化镁工艺及应用探究
白云石是一种常见的矿物,在工业生产中有着广泛的应用。
其中,制备高纯度氧化镁是白云石最重要的应用之一。
本文将介绍白云石制
备高纯度氧化镁的工艺流程及其应用探究。
白云石制备高纯度氧化镁的工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 原料选择:选择质量好、含杂质少的白云石矿石为原材料。
2. 粉碎:将白云石矿石进行粉碎,获得所需的原料粉末。
3. 氧化镁制备:将所得的白云石粉末放入高温炉中,在高温下发
生反应,制备出氧化镁。
4. 去杂:制备出的氧化镁中还含有杂质,需要进行去杂处理。
5. 精制:将去杂后的氧化镁进行再次加热,去掉其中的气体和水分。
6. 包装:精制后的高纯度氧化镁装入适宜的容器,存放或运输。
白云石制备高纯度氧化镁在工业生产中应用广泛。
主要应用包括:
1. 生产窑炉衬里:高纯度氧化镁在炼钢、制铁过程中作为耐火材
料的一种重要原料。
2. 电子工业:高纯度氧化镁在电子工业中用作制造氧化镁陶瓷材
料的原材料。
3. 其他工业应用:高纯度氧化镁还可用于制造高温涂层、油漆等。
总之,白云石制备高纯度氧化镁的工艺流程及其应用探究为工业
生产提供了重要的原料和技术支持,对于推进工业生产的发展具有重
要作用。
卤水白云石法制备纳米氧化镁的研究
目前,以白云石为原料制备氧化镁的方法主要有碳化法、铵浸法、酸解法、卤水法等。
铵.浸法有污染环境等缺点,酸解法成本高且工艺复杂,而碳化法对设备要求较高。
卤水-白云石法,是利用白云灰乳作卤水的沉淀剂,反应后得到前驱物氢氧化镁,再进行煅烧得到氧化镁。
此方法在沉淀卤水中镁的同时,也实现了白云石自身的钙镁分离,得到两种资源中的镁;从综合利用的角度来看,又经济又环保,操作方法简便,应用前景较大。
笔者对卤水-白云石法制备纳米氧化镁的新工艺进行了初步的研究。
1实验部分
1.1实验原理
白云石高温煅烧得到白云石灰,即氧化镁和氧化钙。
白云石灰进行消化反应,控制温度在70-80℃,得到的消化产物与卤水反应,反应温度为50-80℃,即可得到前驱物氢氧化镁,再进行高温煅烧即可得所需产物。
1.2试剂与仪器
原料:卤水(市售);白云石原矿,其主要成分分析见表1。
试剂:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、碳酸钠、乙二胺四乙酸(EDTA)、无水乙醇,均为分析纯。
仪器:电子分析天平、79-3型恒温磁力搅拌器、SGM2893HA人工智能电阻炉(马弗炉)、TGA851e/SF/1100差热-热重分析仪、D-78型X射线衍射仪、JL-1166型激光粒度仪、日立S-4800扫描电子显微镜。
1.3基本原料制备
1.3.1白云石灰
将白云石粉碎至粒径约30mm的小块,于马弗炉中在950℃下煅烧1.5h,煅烧完毕后研磨成粒径小于85μm的白云石灰,密封防潮备用。
1.3.2精制卤水
向卤水中加入少量质量分数为10%的过氧化氢溶液和白云石灰,使重金属盐转化为氢氧化物沉淀并除去,即可得精制卤水。
所得卤水用EDTA溶液滴定镁离子浓度为2.2mol/L。
将所得精制卤水配制成镁离子浓度为0.5,1.0,1.5,2.0mol/L的溶液备用。
1.4实验方法
称取10g白云石灰,加入少量热水润湿后,置于恒温磁力搅拌仪上,控制温度在70-80℃,边搅伴边加入90℃左右的热水,反应20-30min,倾取上层乳状液,剩余残渣继续加水消化,重复进行2-3次,除去不能消化的残渣,合并乳液,静置后去掉上层清液(即水),将白云
灰乳的质量浓度配成100g/L。
按白云石中Ca与卤水中Mg物质的量比为1:1,量取不同浓度的卤水,加入一定量的CTAB 溶液,控制反应温度为40-80℃,边搅拌边逐滴加入制得的白云灰乳,加入速度为2-3mL/min。
滴加完毕后反应20min左右,静置,除去上层清液(即CaCl2溶液),所得产物为一次反应沉淀。
将一次反应沉淀的质量浓度配成100g/L.滴加等量的卤水进行二次反应,反应条件同一次反应,得到二次反应沉淀。
将二次反应沉淀进行多次过滤、洗涤,至洗涤后的滤液中滴加0.5mol/L的NaCO3溶液无沉淀产生,制得沉淀于110℃下干燥后,置于马弗炉中700℃煅烧90min,得到纳米氧化镁粉体。
2结果与讨论
2.1反应温度对产物纯度的影响
控制反应温度为40,50,60,70℃,按1.4所述制备的氧化镁XRD谱图见图1。
由图1可以看出,在60℃反应得到的氧化镁的XRD衍射峰强度最高,无杂质峰出现,说明此温度下得到的产物纯度最高。
这是由于当温度较低时,反应速度较慢,不利于氢氧化钙向氢氧化镁的转化;当温度升高时,氢氧化钙的溶解度减小,也不利于氢氧化镁的生成,且会增加纳米小颗粒的团聚程度。
故选用60℃为最佳反应温度。
2.2卤水浓度对氧化镁粒径的影响
图2为卤水浓度与氧化镁粒径的关系。
由图2可看出,随着卤水浓度的增大,氧化镁的粒径呈先减小后增大的趋势。
在制备前驱物的过程中,卤水的浓度对沉淀的粒径有较大的影响。
卤水起始浓度太低时,晶体成核速度慢,会使晶粒有充分的时间长大,所得产物粒径较大;高浓度的卤水更有利于钙的溶出、提高了产品纯度,但浓度过高时,均相成核作用显著,会增加沉淀颗粒的团聚程度,使得产物粒径过大。
实验中选用卤水的浓度为1.0mol/L。
2.3表面活性剂对氧化镁粒径的影响
在纳米颗粒的制备过程中,添加表面活性剂可以有效地解决前驱物在制备和干燥过程中的团聚问题。
这是因为,表面活性剂可以吸附在前驱物颗粒表面,形成空间位阻层,减少粒子间的直接接触,使颗粒之间不易发生团聚,从而达到分散沉淀颗粒的目的。
图3为表面活性剂用量与氧化镁粒径的关系。
由??/span>3可以看出,随着CTAB用量的增加,氧化镁粒径逐渐减小,当CTAB用量大于0.3%(质量分数,下同)以后,粒径大小基本不再变化。
所以,选择0.3%为CTAB的最佳用量。
2.4前驱物的TG-DTA分析
图4为最佳工艺条件下得到的氧化镁前驱物的TG-DTA曲线。
由DTA曲线可以看出,0-150℃的吸热峰是前驱物脱去吸附水的过程;350-550℃的吸热峰是前驱物分解生成氧化镁和水的过程。
相应的TG曲线也表明,前驱物氢氧化镁在350-550℃分解速度较快,到650℃以上时
完全分解为氧化镁,质量损失约为30%。
650℃以后质量不再发生变化,说明此时氧化镁已晶化完全,所以氧化镁的煅烧温度应大于650℃。
考虑到氧化镁的粒径会随温度的增高而长大,所以煅烧温度不宜过高,故实验选用的煅烧温度为700℃。
2.5氧化镁的XRD分析
采用XRD对产物氧化镁进行表征,扫描范围10-80°,扫描速度0.01(°)/s,谱图见图5。
将其与氧化镁标准衍射卡(PDF45-0496)对比,各个衍射峰的位置与强度基本一致,表明产物为立方晶型氧化镁,晶形完整,纯度高。
2.6氧化镁的SEM分析
图6为氧化镁的SEM照片。
由图6可以看出,氧化镁颗粒为球形,平均粒径约为50nm。
3结论
采用卤水-白云石法,通过添加表面活性剂,得到了制备纳米氧化镁的新工艺。
研究丁反应温度、卤水浓度、表面活性剂用量对纳米氧化镁制备过程的影响。
实验结果表明:反应温度为60℃、卤水浓度为1.0mol/L、CTAB添加质量分数为0.3%时,所得的氧化镁纯度高、分散性好、粒径小。
此方法成本低,原料易得,工艺简单,且对环境友好,对工业化应用具有一定的参考价值。