[发明专利]利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制取碱式碳酸镁以及纳米氧化镁的方法，特别是涉及一种利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法。

背景技术

现已探明世界硼矿贮量约3.35亿吨(以B₂O₃计)。近10年内，世界总硼产量基本保持在300万吨上下，其中美国和土耳其分别占45％和40％左右，其余国家不到15％。我国硼化合物工业建立于50年代中期，现有厂矿企业数十家，产品几十种，总产量仅次于美国、土耳其和前苏联，居世界第4位。我国拥有较丰富的硼矿资源，已探明储量5000万吨(以B₂O₃计)左右，分布于全国13个省市自治区，目前能利用的仅4种，占总贮量的10％左右。多年来，工业上主要使用我国辽宁、吉林的硼镁石矿，因品位低、组成复杂，不经选矿富集，直接利用这些低品位硼矿加工较困难。为此，我国自行开发了独特的碱法加工硼镁矿制取硼砂的工艺路线，现普遍采用的碳碱法工艺仍处于不断改进和完善之中。我国硼酸产量约有80％是采用硼砂硫酸中和法制得。近几年部分采用硫酸一步法、盐酸法、碳氨法、多硼酸钠法等。经过40多年的开采加工，硼镁矿储量日趋减少，矿石的品位也越来越低[w(B₂O₃)大于15％]。碳碱法制取硼砂，硼的收率在80％～85％；部分高品位矿[w(B₂O₃)大于20％]采用硫酸法制取硼酸，硼的收率只有65％～75％。不论是制取硼酸还是硼砂都只是单纯地提取硼，大量的镁资源都作为固体废渣和废液排放。目前，我国硼砂年生产能力为50万吨，硼酸年产能力为20万吨。生产实践表明每生产1吨硼酸产品可以副产10吨左右结晶母液(废液)，对结晶母液(废液)进行加工生产硼镁肥是一种有效的方法，但是硼镁肥价格低，效益差。利用硼镁肥开发新产品既保持了目前硼酸工艺零排放的优点，又开发了高附加值产品，达到硼镁并重，显然意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法，首先将硼镁肥溶解，对溶液进行硫酸中和与亚铁离子氧化并除去铁离子，然后对余液进行热解，得到碱式碳酸镁，过滤并洗涤后对形成的碱式碳酸镁进行煅烧生成纳米氧化镁。整个工艺零排放，不造成二次污染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法，首先将硼镁肥溶解，然后向溶液中加入氧化镁和双氧水进行硫酸中和与亚铁离子氧化并除去铁离子，然后向余液加入碳酸氢铵和表面活性剂并对其进行热解，得到碱式碳酸镁，过滤并洗涤后对形成的碱式碳酸镁进行干燥，然后煅烧生成纳米氧化镁。

如上所述的利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法，该产品氧化镁粒径、平均粒径为：25nm。

如上所述的利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法，其原料组成是硼酸厂生产中副产的硼镁肥，其原料应满足以下重量百分比含量：硫酸镁含量≥97％，硼酸含量<1％，硫酸含量<0.5％，硫酸亚铁含量<2％。

如上所述的利用硼镁肥生产碱式碳酸镁联产纳米氧化镁的方法，该方法在工艺过程中可同时副产硫酸铵和氢氧化铁。

本发明的优点与效果是：

1.本发明利用硼镁肥生产碱式碳酸镁与纳米氧化镁，产品质量高，附加值高，同时副产的硫酸铵用作肥料、氢氧化铁可以作为涂料，能够给企业带来环境保护和经济效益双丰收。

2.本发明的整个工艺为零排放，不造成二次污染，可达到硼镁综合利用的目的。

附图说明

附图为本发明的工艺流程方框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

1.本发明的基本原理

利用化学反应原理，将硼镁肥溶解于水中，然后向其中加入氧化剂过氧化氢(H₂O₂)和中和剂氧化镁(MgO)除掉杂质二价铁离子(Fe²⁺)和硼酸根离子(BO₃)^3-，然后加入碳酸氢铵(NH₄HCO₃)与硫酸镁(MgSO₄)反应生成硫酸铵与重镁水，加入表面活性剂并将重镁水热解生成碱式碳酸镁，继续锻烧碱式碳酸镁，得到纳米氧化镁，同时回收副产物硫酸铵和氢氧化铁。

具体化学反应方程式如下：