1309-42-8 / 氫氧化鎂的主要用途是什么

【概述】

氫氧化鎂為六方晶系或無定形片狀晶體,是一種無機(jī)弱堿類產(chǎn)品,因其具備較強(qiáng)的緩沖性能、較高的活性和吸附能力、處理使用安全以及無腐蝕性、無毒、無害等諸多獨(dú)特性能,因此被稱為“綠色安全中和劑”、“環(huán)境友好阻燃劑”以及“第三種堿”,是推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,保護(hù)環(huán)境和有益生態(tài)發(fā)展進(jìn)程中備受青睞和推崇的產(chǎn)品之一，在陶瓷材料、環(huán)保、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其中消耗量大、使用效果顯著的主要在三大領(lǐng)域:一是作為一種無機(jī)添加型無毒阻燃劑，具有阻燃、消煙、阻滴、填充等多種性能;二是在環(huán)境領(lǐng)域可用于廢水處理和煙氣脫硫;三是高純氫氧化鎂是生產(chǎn)高純氧化鎂的最重要的原料之一。

【理化性質(zhì)】

氫氧化鎂為白色固體粉末，分子式：Mg(OH)2，相對分子量為58.33，系六方晶系或無定型的片狀晶體，密度為2.39g/cm3，折射率為1.561~1.581，莫氏硬度為2~3，體積電阻為108~1010??cm，難溶于水（18℃時(shí)的溶解度為0.0009g/100mL），也不溶于濃度為1mol/L的氫氧化鈉水溶液，但溶于強(qiáng)酸性溶液。將2g氫氧化鎂懸浮于50mL水中，體系的pH值為10.3。

【制備方法】

1.物理粉碎法 物理粉碎法是指將礦石直接粉碎，經(jīng)過干法粗磨和濕法超細(xì)研磨，制得所需要的粒度等級的氫氧化鎂產(chǎn)品，較常用到的礦石為水鎂石，其基本工藝流程如圖 1。

圖1為天然礦物粉碎法工藝流程圖

2.礦石煅燒水化法 該法將礦石進(jìn)行煅燒，制備得到的氧化鎂水化制備氫氧化鎂，是氧化鎂溶解和氫氧化鎂沉淀的過程，其中氧化鎂的溶解是控制步驟。由于礦石成分不同，較多采用的是菱鎂礦，其基本流程如圖 2。

圖2為礦石煅燒水化法制氫氧化鎂工藝流程圖

3.液相沉淀法 該法的原料來源有兩種，一種是菱鎂礦、白云石、蛇紋石等經(jīng)過酸解或其他方法的處理，得到鎂鹽，與堿進(jìn)行沉淀反應(yīng)制備氫氧化鎂。一種是從海水、鹽湖水和井鹵水得到的鎂鹽與堿進(jìn)行沉淀反應(yīng)，制備氫氧化鎂。 （1）氨法 該法以鹵水或氯化鎂為原料。以氨水作沉淀劑進(jìn)行反應(yīng)，其基本工藝流程如圖3，基本原理如下:

MgCl2+2NH3+2H2O→Mg(OH)2↓+NH4Cl
圖3為氨法制Mg(OH)2工藝流程圖

（2）石灰乳法 該法是將通過不同途徑得到的石灰乳與鎂鹽進(jìn)行沉淀反應(yīng)制備Mg(OH)2產(chǎn)品，該工藝的流程圖如圖4，其原理如下: MgCl2+Ca(OH)→2Mg(OH)2↓+CaCl2

圖4為石灰乳法制Mg(OH)2工藝流程圖

（3）氫氧化鈉法 該法是將鎂鹽與氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng)，制備得到氫氧化鎂，制備的產(chǎn)物純度高、粒徑均一，形貌規(guī)則，正引起人們的廣泛關(guān)注。但由于氫氧化鈉是強(qiáng)堿，反應(yīng)過程較為迅速，大量新核的產(chǎn)生會使生成的氫氧化鎂形成膠體沉淀，產(chǎn)物往往粒徑很小，極難沉降和過濾，也易帶入較多的鈉離子和氯離子，故此法要求合成條件較嚴(yán)格，改善常溫合成條件是制備高分散氫氧化鎂粉體的關(guān)鍵技術(shù)之一。其基本工藝流程如圖5，反應(yīng)原理如下: MgCl2+2NaOH→Mg(OH)2↓+2NaCl

圖5為氫氧化鈉法制Mg(OH)2工藝流程圖

【用途】　

氫氧化鎂既是產(chǎn)品，又是工廠中間物料。作為中間物料，可以用來生產(chǎn)氧化鎂。超細(xì)級氫氧化鎂還是生產(chǎn)納米氧化鎂的重要原料之一；作為產(chǎn)品，它有許多方面的用途，其中消耗量大、使用效果顯著的主要在兩大領(lǐng)域。一是作為一種無機(jī)添加型無毒阻燃劑，具有阻燃、消煙、阻滴、填充等多種性能；二是在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。作為環(huán)保用品，由于它的優(yōu)良性能，已占據(jù)氫氧化鎂消耗量的首位。氫氧化鎂吸附力強(qiáng)、活性大，特別是料漿狀產(chǎn)品，具有非沉淀性、非凝聚性、較好的流動性，易于泵送和儲存，使用和調(diào)節(jié)控制方便等特點(diǎn)，可用于含酸廢水的中和、重金屬脫除、煙氣脫硫、土地酸雨處理和pH值調(diào)節(jié)等。氫氧化鎂的用途具體可分為以下幾類：

1.在阻燃方面的應(yīng)用 目前實(shí)際應(yīng)用的阻燃劑主要有鹵系、有機(jī)磷系和無機(jī)類的銻系、鋁系、鎂系、硼系、鉬系等。其中鹵系（主要是溴系）阻燃劑是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一。使用有機(jī)阻燃劑的合成材料，在燃燒時(shí)會散發(fā)出有毒的氣體和濃煙，威脅著人類生命和財(cái)產(chǎn)的安全。而且，有機(jī)阻燃劑生產(chǎn)過程難以控制，廢棄物易給環(huán)境造成污染，生產(chǎn)成本高，價(jià)格高。而氫氧化鎂是無鹵阻燃劑，受熱分解產(chǎn)生水，同時(shí)吸收熱量，并且分解后無腐蝕性和有害性的物質(zhì)產(chǎn)生，不僅能提高所添充材料的分解溫度，而且對環(huán)境不造成污染，可以廣泛應(yīng)用于聚丙烯、聚氯乙烯及不飽和樹脂等高分子材料的阻燃與消煙。氫氧化鎂熱分解溫度高,有利于加快擠塑速度,縮短模塑時(shí)間,同時(shí)亦有助于提高阻燃效率,可廣泛應(yīng)用于聚脂、環(huán)氧樹脂、涂料、纖維制品、聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂酸乙烯、電線、電纜、木材、橡膠、油漆、聚氯乙烯等領(lǐng)域。

2.含硫廢水處理 氫氧化鎂是一種弱堿，料漿狀的氫氧化鎂具有非沉淀性和非流動性、使用和調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。氫氧化鎂的弱堿性使它具有獨(dú)特的緩沖和中和能力，在使用過程中pH值最高不會超過9、這恰好是美國環(huán)保局“清潔水條例”（CleanWaterActs）中允許排放物pH制的最高極限，而其他堿類物質(zhì)若過量會使pH值達(dá)到12以上。氫氧化鎂中和速度慢，中和產(chǎn)生的粒子沉降速度快，易于過濾，而且其吸附能力強(qiáng)，活性大，腐蝕性低。這些優(yōu)點(diǎn)使氫氧化鎂在含酸廢水的處理中能夠減少操作工序和時(shí)間，減少設(shè)備投資。因此，氫氧化鎂在含酸廢水的處理中能夠得到廣泛應(yīng)用。

3.重金屬脫除劑 由于氫氧化鎂比表面積大，吸附力強(qiáng)，易從各種不同的工業(yè)廢液中吸附并除去對環(huán)境造成危害的Ni2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Zn2+、Cr6+等重金屬離子。氫氧化鎂可單獨(dú)使用也可與石灰、膨潤土等配合使用。其作為重金屬脫除劑，日本一專利詳細(xì)綜述了采用氫氧化鎂的獨(dú)特之處，并指出與用Ca(OH)2處理相比，具有無可比擬的優(yōu)越性。

4.煙氣脫硫 采用鎂質(zhì)物料脫硫，最早始于日本，現(xiàn)已成為國際上共同關(guān)心和研究的問題。大氣污染主要來自燃燒所產(chǎn)生的廢氣。大部分廢氣特別是燃煤所產(chǎn)生的廢氣中含有大量的二氧化硫。自20世紀(jì)80年代以來，氫氧化鎂料漿狀產(chǎn)品在煙氣脫硫中嶄露頭角。這是因?yàn)椋c其它方法相比，采用氫氧化鎂進(jìn)行脫硫具有效率高、操作方便、工藝過程較為簡單、副產(chǎn)品可以回收利用以及有較高的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。

5.印染廢水的脫色 印染廢水是對環(huán)境危害極大的一類工業(yè)污水,其排放量大、成分復(fù)雜、色度深,特別是各種水溶性好、著色力強(qiáng)的染料,使傳統(tǒng)的治理方法難以奏效。近年來國內(nèi)外開展了利用氫氧化鎂處理印染廢水的研究,其基本原理是利用帶正電荷的Mg(OH)2吸附帶負(fù)電荷的陰離子染料而使染料廢水脫色。

6.廢水脫磷脫銨 廢水中的磷酸鹽會促進(jìn)藻類生長,導(dǎo)致魚類缺氧,銨會危害海洋生物的生存。磷和銨的過量排放已使國內(nèi)各大湖泊、海洋面臨嚴(yán)重的富營養(yǎng)化和赤潮現(xiàn)象。因此,廢水排放前必須降低銨和磷的含量。用鎂化合物諸如氫氧化鎂、輕燒氧化鎂、白云石灰(MgO CaO)脫磷除銨效果顯著。

7.其他 用海水鎂砂生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)物氫氧化鎂作吸附劑,可以預(yù)先除去海水中80%左右的硼,為后續(xù)低硼鎂砂的生產(chǎn)奠定重要的基礎(chǔ)。在化學(xué)漿漂白中可用氫氧化鎂作堿劑和纖維素保護(hù)劑,保持紙漿的最終白度不變的情況下,降低廢水中的COD含量并可提高成漿粘度。氫氧化鎂還可作為含有脂肪和蛋白質(zhì)的肉制品、飼料和飼料添加劑的保鮮防腐劑,也可與抗氧劑聯(lián)合使用,防止肉組織的生物降解,并保持彈性和柔軟。作為土豆保鮮劑,在4℃～6℃的條件下,在土豆表面涂一層含3%的氫氧化鎂乳狀液作為無毒保護(hù)層可有效阻止植物病原體引發(fā)的疾病。此外,氫氧化鎂在石油開采方面,可作為油田新型泥漿材料的配合成分,在醫(yī)藥化妝用品、卷煙紙、抑煙涂層以及磁性材料加工方面都有一些應(yīng)用。

【主要參考資料】

[1]晏泓. 氫氧化鎂阻燃劑的制備及其應(yīng)用研究[D].太原理工大學(xué),2009.

[2]宋彥梅,衣守志.氫氧化鎂的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展[J].海湖鹽與化工,2006(02):15-20.

[3]黃姍姍.氫氧化鎂制備工藝研究進(jìn)展[J].鹽業(yè)與化工,2013,42(08):1-5+8.