一種以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料制備高分散氫氧化鎂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高結(jié)晶高分散氫氧化鎂制備方法，屬于無(wú)機(jī)化工材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是鹽湖鎂資源大國(guó)，但受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制，鹽湖鎂資源尚處于初級(jí)開發(fā)階段，以氯化鎂、硫酸鎂、氧化鎂、普通氫氧化鎂等初級(jí)產(chǎn)品為主，高附加值鎂鹽產(chǎn)品研發(fā)尚處于起步階段。
[0003]高分散氫氧化鎂作為一種基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，在阻燃、食品、脫硫及廢水處理等方面得到廣泛應(yīng)用，其研宄與開發(fā)正成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注熱點(diǎn)。氫氧化鎂制備方法很多，如采用氫氧化鈉(李志強(qiáng)，吳慶流，向蘭，魏飛，常溫合成條件對(duì)兩步法制備氫氧化鎂阻燃劑中試研宄的影響，化工學(xué)報(bào)，2005，56(6),1106-1111 ；孫永明，錢海燕，劉建蘭，俞斌，分散劑對(duì)制備超細(xì)氫氧化鎂影響的實(shí)驗(yàn)研宄，非金屬礦，2005，28 (4)，54-56)、微重力(宋云華，陳建銘，劉立華，郭奮，超重力技術(shù)制備納米氫氧化鎂阻燃劑的應(yīng)用研宄，化工礦物與加工，2004，5，19-23。)、氨水(陳銀飛，盧晗鋒，黃海鳳，劉華彥，鄭敏珠，一步水熱法制備高分散氫氧化鎂阻燃劑的方法，CN101269827，2008 ;孫慶國(guó)，肖學(xué)英，宋明禮，孟瑞英，高分散氫氧化鎂的制備，鹽湖研宄，1999，7 (2)，35-42。)、氫氧化媽(劉玉勝，劉翠，馬培華，利用鹽湖鹵水制取氫氧化鎂的技術(shù)探索，鹽湖研宄，2004，12(2)，51-55。)等液相沉淀方法均可制備氫氧化鎂。氫氧化鎂表面極性很強(qiáng)，用常規(guī)方法合成的產(chǎn)物易于團(tuán)聚，對(duì)后繼應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。
[0004]采用雙注法控制結(jié)晶過(guò)飽和度(向蘭，陳志航，張英才，林榮毅，高分散氫氧化鎂納米片的襯底雙注-水熱改性制備方法，CNl800020A，2006)、通過(guò)在油相中超聲控制結(jié)晶過(guò)程(宋國(guó)林，錢鵬，唐國(guó)翌，一種高分散氫氧化鎂粉體及其在油相中的分散方法，CN102815729A, 2012ο )、利用草酸根絡(luò)合鎂調(diào)節(jié)晶體生長(zhǎng)(杜慶田，張雅民，張旭，宋傳君，高分散納米片狀氫氧化鎂的制備方法，CN103601223A，2014。)、利用水熱改性減小極性顯露面(李志強(qiáng)，吳慶流，向蘭，魏飛，水熱改性條件對(duì)制備氫氧化鎂阻燃劑中試研宄的影響，化工學(xué)報(bào)，2005，56 (7)，1349-1354 ;李志強(qiáng))，或利用有機(jī)包覆進(jìn)行表面處理(曲華，王宏偉，張義葉，超細(xì)氫氧化鎂表面改性方法，CN101173115A ;吳智誠(chéng)，潘丹梅，陳志，林璋，高分散片狀阻燃型氫氧化鎂的制備，化學(xué)學(xué)報(bào)，2012，70，2045-2048)等方法，可提高氫氧化鎂的結(jié)晶性和分散性，制備分散良好的氫氧化鎂產(chǎn)品。但目前一般側(cè)重在液相沉淀過(guò)程中進(jìn)行分散性調(diào)控，對(duì)在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)的團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂的后繼分散處理涉及較少。團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂由于初始顆粒一般以硬團(tuán)聚方式聯(lián)接，難以用常規(guī)方法進(jìn)行分散，需在高溫高堿(200°(:，12-20被％氫氧化鈉)水熱條件下處理3-4小時(shí)以上(李振中，劉晶冰，何偉，張文熊，高溫沉淀-水熱法制備納米氫氧化鎂的性能，化工進(jìn)展，2006，(11):1332-1335 ；孫雨，高恩雙，潘旭杰，宗俊，水熱法合成高分散易過(guò)濾高阻燃?xì)溲趸V，無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2013，
(04):29-30+37)，通過(guò)高溫高堿強(qiáng)化溶解結(jié)晶方式打破硬團(tuán)聚，制備分散良好的氫氧化鎂產(chǎn)品，由于條件比較苛刻，限制了上述方法的工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料制備高分散氫氧化鎂的方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、產(chǎn)品附加值高。利用本發(fā)明制備的氫氧化鎂形貌規(guī)則、分散良好，可作為基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品廣泛用于阻燃、食品、脫硫及廢水處理等領(lǐng)域。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目標(biāo)，本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
[0007]一種以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料制備高分散氫氧化鎂的方法，其特征在于:以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料，采用熔鹽焙燒-水化轉(zhuǎn)化方法制備高分散氫氧化鎂，具體步驟如下:
[0008]I)以純度^ 95wt%、平均原始粒徑0.1-3微米、平均團(tuán)聚粒徑5-50微米的團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料，與適量無(wú)機(jī)熔劑混合，在空氣氛圍中以1-50°C /分速度升溫至300-700°C，恒溫焙燒0.5-6小時(shí)，得到分散狀超細(xì)活性氧化鎂；其中團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂與無(wú)機(jī)熔劑的重量比為100:1-30。
[0009]2)將分散狀超細(xì)活性氧化鎂加入含0.01-20%分散劑和0_20wt%形貌控制劑的水溶液中，制成固含率0.5-40被％的懸浮液，然后在10-100°C攪拌(50-800轉(zhuǎn)/分)水化轉(zhuǎn)化0.5-6小時(shí)，過(guò)濾、洗滌、干燥(80-110°C，1-6小時(shí))，得到平均原始粒徑0.1-3微米，平均團(tuán)聚粒徑0.5-4.0微米，氫氧化鎂主含量多95被％的形貌規(guī)則的高分散氫氧化鎂產(chǎn)品。
[0010]在上述制備方法中，所述的無(wú)機(jī)熔劑為草酸鈉、草酸鎂、草酸銨、醋酸鈉、醋酸鎂、醋酸銨、氯化鈉、氯化鎂、氯化銨中的任一種或多種；所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基硫酸鈉、六偏磷酸鈉、聚乙二醇、油酸鈉、月桂酸鉀和本發(fā)明提出采用熔鹽輔助焙燒-水化制備高結(jié)晶高分散的氫氧化鎂，該發(fā)明具有以下特點(diǎn)及突出性效果:
[0011]①以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料，首先在無(wú)機(jī)熔劑存在條件下進(jìn)行低溫活化焙燒，通過(guò)相變活化脫除分子水，打破硬團(tuán)聚，形成分散狀超細(xì)活性氧化鎂顆粒；②將活化焙燒產(chǎn)物加入水溶液中進(jìn)行水化轉(zhuǎn)化，氧化鎂通過(guò)吸水溶脹轉(zhuǎn)化為分散狀氫氧化鎂；③在水化轉(zhuǎn)化過(guò)程中加入水溶性分散劑改變氫氧化鎂的表面成分或荷電狀態(tài)，提高氫氧化鎂分散性在水化轉(zhuǎn)化過(guò)程中加入形貌控制劑調(diào)控氫氧化鎂結(jié)晶習(xí)性，形成結(jié)晶良好、形貌規(guī)則的高分散氫氧化鎂產(chǎn)品。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、過(guò)程溫和、產(chǎn)品附加值高特點(diǎn)。利用本發(fā)明制備的氫氧化鎂產(chǎn)品形貌規(guī)則、分散良好，可作為基楚無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品用于阻燃、食品、脫硫及廢水處理等領(lǐng)域。類似工藝國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例8中(圖2a)團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂原料形貌圖，(圖2b)分散狀超細(xì)活性氧化鎂形貌圖，(圖2c)高分散氫氧化鎂產(chǎn)品形貌圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實(shí)施例8中(a)團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂原料X-射線粉末衍射圖，(b)分散狀超細(xì)活性氧化鎂X-射線粉末衍射圖，(C)高分散氫氧化鎂產(chǎn)品X-射線粉末衍射圖。
[0015]圖4為本發(fā)明實(shí)施例8中(a)團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂原料團(tuán)聚粒徑分布圖，(b)高分散氫氧化鎂產(chǎn)品團(tuán)聚粒徑分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供了一種以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料制備高分散氫氧化鎂的方法，其特征在于通過(guò)熔鹽焙燒方式先將團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為分散狀超細(xì)活性氧化鎂，然后在分散劑和形貌控制劑作用下進(jìn)行水化轉(zhuǎn)化，由此制備高分散氫氧化鎂產(chǎn)品。該方法工藝簡(jiǎn)單、過(guò)程溫和、產(chǎn)品附加值高。利用本發(fā)明制備的氫氧化鎂形貌規(guī)則、分散良好，可作為基礎(chǔ)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品廣泛用于阻燃、食品、脫硫及廢水處理等領(lǐng)域。
[0017]具體步驟如下:
[0018]1.一種以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料制備高分散氫氧化鎂的方法，其特征在于:以團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料，采用熔鹽焙燒-水化轉(zhuǎn)化方法制備高分散氫氧化鎂，具體步驟如下:
[0019]I)以純度^ 95wt%、平均原始粒徑0.1-3微米、平均團(tuán)聚粒徑5-50微米的團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂為原料，與適量無(wú)機(jī)熔劑混合，在空氣氛圍中以1-50°C /分速度升溫至300-700°C，恒溫焙燒0.5-6小時(shí)，得到分散狀超細(xì)活性氧化鎂；其中團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂與無(wú)機(jī)熔劑的重量比為100:1-30。
[0020]2)將超細(xì)活性氧化鎂加入含0.01-20%分散劑和0_20wt%形貌控制劑的水溶液中，制成固含率0.5-40wt%的懸浮液，然后在10-100°C攪拌(50-800轉(zhuǎn)/分)水化轉(zhuǎn)化
0.5-6小時(shí)，過(guò)濾、洗滌、干燥(80-110°C，l_6小時(shí))，得到平均原始粒徑0.1_3微米，平均團(tuán)聚粒徑0.5-4.0微米，氫氧化鎂主含量多95被％的形貌規(guī)則的高分散氫氧化鎂產(chǎn)品。
[0021]在上述制備方法中，所述的無(wú)機(jī)熔劑為草酸鈉、草酸鎂、草酸銨、醋酸鈉、醋酸鎂、醋酸銨、氯化鈉、氯化鎂、氯化銨中的任一種或多種；所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基硫酸鈉、六偏磷酸鈉、聚乙二醇、油酸鈉、月桂酸鉀和乙二醇中的任一種或多種；所述的形貌控制劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂和氯化銨中的任一種或多種。
[0022]下面通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]稱取100克團(tuán)聚態(tài)氫氧化鎂原料(主含量95wt%，平均原始粒徑0.1微米，平均團(tuán)聚粒徑50微米)和I克草酸鈉，混合后置于氧化鋁坩禍，升溫(1°C /分)至300°C后恒溫反應(yīng)6小時(shí)，得到分散狀超細(xì)活性氧化鎂；將分散狀超細(xì)活性氧化鎂加入含0.01被％十二烷基硫酸鈉的水溶液，制成固含率0.5wt %的懸浮液，在10°C、攪拌(50轉(zhuǎn)/分)條件下水化轉(zhuǎn)化0.5小時(shí)，過(guò)濾、洗滌、干燥(80