氧化镁水合法制备阻燃级氢氧化镁研究

摘要

我国蕴藏着丰富的镁资源，西部盐湖镁资源尤为丰富。但是长期以来受技术和经济条件制约，盐湖资源开发中未形成镁资源利用的产业链，盐湖镁资源未得到合理利用，每年有上百万吨的氯化镁被重新排回盐湖，盐湖镁资源的富集逐步形成“镁害”，如何利用盐湖镁资源，成为亟待解决的问题。
　　氢氧化镁作为重要的无机化合物，具有无毒、无害、不挥发的优点，在很多方面表现出优异的性能，被广泛应用于阻燃剂、废水处理、烟气脱硫以及食品工业领域。以水氯镁石热解法制得的氧化镁为原料，进行水合制备氢氧化镁的实验研究。通过单因素试验和正交试验，考察了反应时间、反应温度、液固比及搅拌速率对氧化镁水化率的影响，优化了水化反应条件。实验结果表明，水化反应各因素影响大小依次为反应温度、反应时间、液固比，氧化镁水化的优化条件为:反应温度80℃，反应时间12h，液固比8∶1，搅拌速率300r/min。
　　采用十二烷基磺酸钠等4种表面改性剂对氢氧化镁进行表面改性。实验结果表明，最佳的改性剂为十二烷基磺酸钠，最佳的改性实验条件为:改性剂用量为4％，改性温度为70℃，改性时间为1h。
　　进行氧化镁水化动力学研究，通过实验得出40℃、60℃、80℃下的氧化镁水化曲线，计算出各个温度下的水化反应速率常数，根据阿仑尼乌斯方程计算得出氧化镁的水化活化能。实验结果表明，氧化镁水化反应可用方程a=1-exp(-kt)表示，40℃、60℃和80℃反应速率常数分别为0.9709、3.4215、4.4468。由计算得到的氧化镁水化反应活化能为43.70kJ/mol，属于化学反应控速。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 我国盐湖镁资源现状

1．2 氢氧化镁的性质和用途

1．3 阻燃剂的概述

1．3．1 阻燃剂的基本要求

1．3．2 阻燃剂的分类

1．3．3 阻燃剂的阻燃作用机理

1．3．4 阻然剂的发展前景

1．4 氢氧化镁的优势、阻燃消烟机理及发展方向

1．4．1 氢氧化镁作为阻燃剂的优势

1．4．2 氢氧化镁阻燃消烟机理

1．4．3 氢氧化镁阻燃剂的发展方向

1．5 氢氧化镁的制备方法

1．5．1 海卤水与碱反应

1．5．2 水镁石超细加工

1．5．3 氧化镁水化法

1．6 氢氧化镁的改性

1．6．1 干法改性

1．6．2 湿法改性

1．6．3 其他方法

1．6．4 表面改性的效果评价

1．7 水化动力学模型

1．7．1 晶体成核与生长过程模型

1．7．2 相边界反应模型

1．7．3 扩散过程模型

1．7．4 Krstulovi(c)模型

1．7．5 Kondo模型

1．8 氢氧化镁国内外研究现状

1．8．1 国外氢氧化镁研究现状

1．8．2 国内氢氧化镁研究现状

1．9 课题研究内容和意义

1．9．1 研究内容

1．9．2 课题意义

2 氧化镁水合制备氢氧化镁

2．1 材料与方法

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器

2．1．4 分析方法

2．1．5 实验装置

2．1．6 实验方法

2．2 结果与讨论

2．2．1 反应时间和反应温度的影响

2．2．2 搅拌速率的影响

2．2．3 液固比的影响

2．2．4 正交试验研究

2．2．5 水合产品质量

2．3 本章小结

3 氢氧化镁改性实验

3．1 材料与方法

3．1．1 实验原料

3．1．2 实验试剂

3．1．3 实验设备

3．1．4 实验装置

3．1．5 实验方法

3．2 结果和讨论

3．2．1 改性剂种类对氢氧化镁沉降速度的影响

3．2．2 改性剂用量的选择

3．2．3 改性时间的选择

3．2．4 改性温度的选择

3．2．5 样品表征

3．3 本章小结

4 氧化镁水化动力学研究

4．1 材料与方法

4，1．1 实验原料

4．1．2 实验仪器

4．1．3 实验装置

4．1．4 实验方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 反应动力学模型拟合

4．2．2 反应活化能的计算

4．3 本章小结

5 结论

6 展望

参考文献

8 攻读硕士期间发表论文情况

致谢

附录