轻烧白云石粉料碳化法制备氧化镁

论文摘要

氧化镁高温下具有优良的耐碱性和电绝缘性、光透过性好、导热性高、热膨胀系数大等特点,广泛用于橡胶、电子、化工、陶瓷等行业。高纯氧化镁是指纯度大于98%的氧化镁产品,它具有比普通轻质氧化镁更优异的性能,因而应用领域扩大到航空航天及高级陶瓷等领域。以武汉钢铁集团有限公司乌龙泉矿生产的-5mm轻烧白云石粉料为原料,采用碳化法制备氧化镁。研究了原料消化、碳化、重镁水热解和碱式碳酸镁煅烧工艺过程,分析了各过程的影响因素,得出最佳工艺条件。分析得出影响氧化镁纯度的主要因素为重镁水热解温度,并采用两种方法对重镁水热解过程进行改进制备出高纯氧化镁。在重镁水热解过程中加入乙醇,制备出高纯氧化镁。研究了乙醇用量、热解温度对氧化镁纯度、氧化钙含量和氧化镁回收率的影响,表明氧化镁纯度随乙醇用量的增大和热解温度的上升而降低,氧化钙含量和氧化镁回收率则上升。得出最佳工艺条件:乙醇40%（体积含量）、温度50℃,此条件下氧化镁纯度为99.78%,氧化钙含量为0.23%,氧化镁回收率为63%。在低压条件下热解重镁水,制备出高纯氧化镁。研究了液面压强对氧化镁纯度、氧化钙含量和氧化镁回收率的影响,表明氧化镁纯度随液面压强的上升而下降,氧化钙含量则随之增大,氧化镁回收率不变。得出最佳工艺条件:压强0.015MPa,此条件下氧化镁纯度为99.6%,氧化钙含量为0.13%,氧化镁回收率为70%。用乙酸溶解碱式碳酸镁得到乙酸镁溶液,经浓缩、结晶得到乙酸镁晶体。将乙酸镁晶体干燥后在500℃煅烧30min得到纳米氧化镁。XRD表征表明样品为立方晶系,衍射峰发生宽化。TEM照片表明颗粒大小约50nm,边缘较清晰。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 氧化镁发展历史、现状和趋势
• 1.1.1 国外氧化镁的发展历史、现状和趋势
• 1.1.2 国内氧化镁的发展历史、现状和趋势
• 1.2 氧化镁分类和应用
• 1.2.1 冶金镁砂
• 1.2.2 化工类氧化镁
• 1.2.3 建筑用氧化镁
• 1.2.4 试剂用氧化镁
• 1.3 氧化镁制备方法
• 1.3.1 普通氧化镁制备方法
• 1.3.2 高纯氧化镁制备方法
• 1.3.3 纳米氧化镁制备方法
• 1.4 白云石碳化法
• 1.4.1 碳化法工艺流程
• 1.4.2 煅烧过程
• 1.4.3 消化过程
• 1.4.4 碳化过程
• 1.4.5 热解过程
• 1.4.6 碱式碳酸镁煅烧过程
• 1.5 白云石矿物学特征及其利用现状
• 1.5.1 矿物学特征
• 1.5.2 利用现状
• 1.6 研究内容
• 1.7 研究目的和意义
• 第二章 试验原料、设备和试剂
• 2.1 试验原料
• 2.2 试验设备
• 2.3 试验试剂
• 第三章 普通氧化镁的制备
• 3.1 消化反应
• 3.1.1 试验过程
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 消化反应工艺条件
• 3.2 碳化反应
• 3.2.1 试验过程
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 碳化反应工艺条件
• 3.3 热解反应
• 3.3.1 试验过程
• 3.3.2 温度对热解反应的影响
• 3.3.3 热解工艺条件
• 3.4 煅烧反应
• 3.4.1 碱式碳酸镁TG-DTG-DSC分析
• 3.4.2 煅烧反应工艺条件
• 3.5 氧化镁样品
• 3.5.1 氧化镁样品XRD表征
• 3.5.2 热解温度对氧化镁纯度的影响
• 3.5.3 热解温度对氧化镁中氧化钙含量的影响
• 3.5.4 热解温度对氧化镁回收率的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 高纯氧化镁的制备
• 4.1 高纯氧化镁制备方法
• 4.2 重镁水添加乙醇热解制备高纯氧化镁
• 4.2.1 试验原理和工艺过程
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 重镁水低压热解制备高纯氧化镁
• 4.3.1 试验原理和工艺过程
• 4.3.2 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 纳米氧化镁的制备
• 5.1 试验原理、试验过程和表征方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 样品XRD分析
• 5.2.2 样品TEM和SEM分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学术论文
• 作者简介
• 导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书