轻烧白云石粉料制备氧化镁研究

摘要

氧化镁是重要的无机工业化学品之一，因具有优异的耐火耐高温性能以及较强的缓冲性和吸附性，广泛应用于化工、生物、建筑、医药以及食品等行业。高纯氧化镁和特殊形貌的氧化镁性能稳定，比表面积大，主要应用于精密电子和精细陶瓷等科技领域。
　　 以武钢矿业有限责任公司乌龙泉矿的轻烧白云石为原料制备氧化镁。研究了碳化法中消化、碳化、热解和煅烧四个过程的影响因素，得出优化工艺条件。根据优化工艺条件进行半工业试验，验证半工业试验的消化浓度和碳化浓度与小试实验的优化工艺条件一致。
　　 以草酸钠为沉淀剂除钙制备出MgO含量为99.51％的高纯氧化镁，MgO回收率为91.5％。研究了草酸钠的用量、碳化浓度以及陈化时间对Ca2+去除率和Mg2+损失率的影响，得出优化工艺条件:草酸钠用量为理论用量[以n(Na2C2O4)/n(Ca2+)摩尔比计]的6倍，碳化浓度为3 g·L-1，陈化时间为6h。
　　 以聚乙二醇400为分散剂制备不同形貌的氧化镁。研究了热解温度和聚乙二醇400的用量对氧化镁形貌的影响。得出热解温度在40℃时为棒状氧化镁，60℃时为发散型菊花状氧化镁，75℃时为花瓣状氧化镁，95℃时为球状氧化镁;聚乙二醇400能够抑制晶体生长，同时提高颗粒的分散性，当聚乙二醇400用量为30％时氧化镁颗粒分散最均匀。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 轻烧白云石和氧化镁的物理化学性质

1．2 氧化镁的研究现状概述

1．3 氧化镁的分类和作用

1．3．1 煅烧氧化镁

1．3．2 电熔氧化镁

1．3．3 工业氧化镁

1．3．4 重质氧化镁

1．3．5 活性氧化镁

1．4 高纯氧化镁的主要制备方法

1．4．1 铵浸法

1．4．2 酸解-沉淀法

1．4．3 加压碳化法

1．4．4 添加有机添加剂法

1．5 氧化镁的晶体生长和形貌

1．5．1 晶体的生长过程

1．5．2 晶体的形貌

1．6 氧化镁制备存在的问题

1．7 课题的主要研究内容

1．8 课题研究的目的和意义

第二章 实验原料、试剂和设备

2．1 实验原料

2．2 实验试剂

2．3 实验设备

第三章 氧化镁制备的实验研究

3．1 实验工艺流程图

3．2 消化过程和碳化过程

3．2．1 消化反应原理和碳化反应原理

3．2．2 消化反应-碳化反应正交试验

3．2．3 正交试验数据统计分析

3．2．4 碳化固体浓度对氧化镁回收率的影响

3．3 热解过程

3．3．1 温度对氧化镁产品回收率影响的考察

3．3．2 热解过程中碳酸氢镁溶液电导率的变化

3．4 煅烧过程

3．5 氧化镁产品化学成分测定

3．5．1 轻质碳酸镁的XRD表征

3．5．2 氧化镁的XRD表征

3．5．3 氧化镁产品成分测定

3．6 本章小结

第四章 氧化镁制备的半工业试验

4．1 半工业试验流程

4．2 半工业试验设备

4．3 半工业试验步骤

4．4 半工业试验条件和结果

4．4．1 半工业试验条件

4．4．2 半工业试验结果

4．5 半工业试验结果分析

4．5．1 原料中MgO和CaO含量的测定

4．5．2 含镁碳酸钙和氧化镁产品中MgO和CaO的含量

4．5．3 半工业试验消化浓度确定

4．5．4 半工业试验碳化浓度确定

4．6 本章小结

第五章 高纯氧化镁的制备研究

5．1 实验原理

5．2 高纯氧化镁的制备

5．3 实验结果与讨论

5．3．1 碳化浓度对Ca2+去除率和Mg2+损失率的影响

5．3．2 草酸钠用量对Ca2+去除率和Mg2+损失率的影响

5．3．3 陈化时间对Ca2+去除率和Mg2+损失率的影响

5．4 轻质碳酸镁的XRD表征

5．5 氧化镁样品化学成分及XRD表征

5．6 氧化镁样品SEM分析

5．7 本章小结

第六章 氧化镁的形貌研究

6．1 分散剂的用量对氧化镁形貌的影响

6．2 热解温度和分散剂对氧化镁形貌的影响

6．3 片状氧化镁的微观组成

6．4 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

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