[发明专利]一种无水乙醇辅助下低温制备碱式碳酸镁晶体的方法

说明书

一种无水乙醇辅助下低温制备碱式碳酸镁晶体的方法，属于矿物加工领域。该方法包括(1)煅烧菱镁矿，得到活性氧化镁；(2)加入去离子水，充分搅拌配制成MgO初始料浆，消化制备Mg(OH)₂悬浮液；(3)在0～10℃，通入CO₂气体，制备前驱溶液Mg(HCO₃)₂；(4)加入NaOH溶液，调节pH值，加入无水乙醇，在40～65℃时，保温60～120min对前驱溶液Mg(HCO₃)₂热解，得到碱式碳酸镁晶体。该方法以菱镁矿为原料，将菱镁矿煅烧获得高活性氧化镁，以无水乙醇为助剂，在常压下采用水合法低温制备碱式碳酸镁晶体。用本方法制备出的产物纯度高、晶型完整、形貌均匀。

技术领域

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种无水乙醇辅助下低温制备碱式碳酸镁晶体的方法。

背景技术

碱式碳酸镁(4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O)是一种重要的无机矿物材料，它在自然环境条件下能够稳定存在，因具有良好的填充性、流动性、分散性以及界面性质优异、强度高，可作为橡胶、塑料等高分子聚合物的优良补强剂和填充剂，以及用于汽车安全气囊气体发生剂；由于具有耐高温、不燃烧、质地轻和疏松的特点，既是一种绿色环保阻燃剂，也是一种制备其他精细镁盐系列产品的重要中间原料。

目前世界各国对碱式碳酸镁的需求量呈现出不断增长的趋势，其应用前景十分广阔，因此在国内外受到极大关注。由于受生产工艺和技术成本的制约，碱式碳酸镁的制备尚未实现大规模生产，因而寻求适宜大规模工业化生产的低成本原料和工艺迫在眉睫。

碱式碳酸镁是纳米片状微晶组装体，原料和制备方法对其形貌影响较大。目前，碱式碳酸镁的制备通常有沉淀法和热解法。沉淀法是指以MgCl₂·6H₂O、Mg(NO₃)₂·6H₂O、MgSO₄·7H₂O等可溶性镁盐和Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃等碳酸盐为原料直接沉淀法，采用将一种原料滴入另一种原料的方式在70～90℃混合，得到不同形貌碱式碳酸镁晶体；该法由于反应温度高、速度慢，会产生含盐废水、制备成本高，难以实现工业化生产，广泛应用受到限制。另一种是以白云石、菱镁矿、水镁石等天然矿物为原料，采用水合法制备碱式碳酸镁。与直接沉淀法相比，此法原料廉价易得，制备条件温和，成本大幅度降低，较易实现工业化生产，但目前制备温度较高，通常为70～90℃，对反应设备要求较高。

我国菱镁矿资源丰富且质量优良，其中辽宁查明资源储量35.16亿吨，约占全国菱镁矿总储量的86.39％，是辽宁省优势特种矿产资源之一。过去由于采富弃贫、乱采滥掘，使得优质矿产资源急剧减少，且大量低品位菱镁矿被废弃并占地堆放，造成资源极大浪费。矿产资源是我国不可再生的优势的资源，如何实现对其高效利用是一项重要研究课题。以天然菱镁矿为原料，研究碱式碳酸镁的低温制备方法，对降低产品成本，高效高值利用矿产资源具有重要的现实意义。

本项发明采用菱镁矿为原料，高效利用储量比较丰富的优质菱镁矿矿物，其主要成分是碳酸镁(MgCO₃)，采用合理工艺低温制备碱式碳酸镁晶体。经过系统的试验研究和优化设计，最终发明了工艺简单、成本低、形貌尺寸均匀的碱式碳酸镁晶体低温制备方法。用本方法制备出的扁平圆片状碱式碳酸镁晶体纯度高、白度好且圆片平均直径为2.0～3.0μm。

发明内容