定义:海水中所含元素之一的镁离子通过与碱性原料反应,作为氢氧化镁回收,之后烧成所获得的氧化镁称之为“海水镁砂”。
海水镁砂的生产工艺:
海水镁砂的生产始于1855年。海水镁砂MgO含量均在95%以上,化学成分易于调节,体积密度高达3.30-3.49g/cm3。海水中金属元素除钠外,镁是最丰富的。从海水中提取MgO,主要经过如下步骤:
1)制取消石灰
2)将消石灰加入海水中,与MgCl2、MgSO4作用生成Mg(OH)2沉淀
3)将提取的Mg(OH)2在1600-1850℃高温下煅烧,即得到海水镁砂
国外有用卤水浓缩液(MgCl2)喷入1000℃的热解塔中,使MgCl2与蒸汽反应生成MgO和盐酸,经洗涤脱除可溶性盐,制成Mg(OH)2,再经高温煅烧得到盐湖镁砂。
我国西北和西南盐湖中水氯镁石(MgCl2·6H2O)储量丰富,中南大学采用氨法制备已取得实验室成果。
无论海水镁砂还是盐湖镁砂,均属优质镁砂,但其共同弱点是都有约0.5%左右的强熔剂B2O3,因此降硼是生产这类镁砂的关键性技术之一。海水镁砂中,B2O3的含量最好低于1 %。目前高纯海水镁砂B2O3含量小于0.1%。降硼的技术措施一是减少氢氧化镁对硼的吸附量,二是高温煅烧脱硼。
海水镁砂的性质:
海水镁砂除主成分MgO外,杂质有CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、B2O3等。前四种杂质主要来源于沉淀剂轻烧白云石或石灰,由于消石灰中的不溶物会混入
Mg(OH)2沉淀中,因此原始碳酸盐的来源有一定重要性。B2O3来自于海水,它的强熔剂作用主要表现在,B2O3分布主要聚集在方镁石晶粒周围的硅酸盐中,在方镁石晶粒中也有少量的固溶硼。硅酸盐相中的硼,会提高其对方镁石的润湿程度,从而降低方镁石晶粒间直接结合程度,极大地降低了海水镁砂的高温抗折强度,高温蠕变等性能。如海水镁砂中即使B2O3含量为千分之几,也足以使它在1200-1250℃的抗蠕变性能降低。对海水镁砂高温强度的影响,B2O3与Al2O3、Cr2O3、Fe2O3等氧化物相比, 其危害性比率依次为70:11:3:1。所以降硼是提取海水镁砂的关键性技术。我国无海水镁砂生产。
海水镁砂的应用:
在缺少天然菱镁石资源的地方,海水是获取优质MgO的重要途径。海水镁砂含SiO2比例少,具有极高的耐热强度和阻渣能力,产品为粉状及粒状,用作不锈钢、低碳钢及合金钢熔炼感应炉的筑炉材料。产品操作易,质量稳定,炉龄长,比电熔镁砂炉衬有更优异的综合性能,是优质的感应电炉炉衬产品。同时作为其他耐火材料使用也是优质的原材料。