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碳酸镁的制备

发布日期:2018/10/30 10:40:59

背景及概述[1][2]

碳酸镁化学式MgCO3·3H2O,式量138.38。无色有光泽细小针状晶体,密度3.04g/cm3,结成小球或聚为小团,在空气中逐渐风化。热至100℃时即失去及CO2,将本品跟水一并沸腾时也能失去二氧化碳,难溶于水。用于镁盐制造、制药工业、高级玻璃制造等。用碱式碳酸镁加热至150~220℃通入干燥的二氧化碳,直到生成白色松散粉末并成恒重时,即得本品。 自然 界以菱镁矿形式存在。无色至白色三方晶系菱面结晶。易脆的板块状或粉末。

除无水物外,还有一、三和五水合物。三水盐为无色斜方晶系针状晶体,在空气中易风化,相对密度1.850。市售品为无水物。无水物相对密度3.037。熔点550℃(分解)。沸点900℃(脱二氧化碳,变成氧化镁)。几乎不溶于水(20℃时0.0106)、丙酮和乙醇,溶于酸和二氧化碳水溶液。

碳酸镁是一种重要的无机化工材料,具有良好的填充性、分散性和阻燃性,将其添 加到工程塑料中,可以显著提高工程塑料的阻燃性能。同时,还可用作耐火材料、锅炉和管 道的保温材料,以及用于制造镁盐、氧化镁、油墨、玻璃、牙膏等。目前市场上简称的所谓碳 酸镁产品,除了天然菱镁矿碳酸镁外大多都是水合碱式碳酸镁。

产品标准[4]

应用[1][5]

碳酸镁可用作制造镁盐、氧化镁、玻璃、陶瓷的原料;用作食品添加剂的膨化剂和碱式剂;用作饲料添加剂的矿物质补充剂;热分解时,可制得轻质氧化镁,可用于牙膏、化妆品、塑料、油墨、橡胶、防火涂料、香粉等,也可用作医药的抑酸剂和宇宙飞船的二氧化碳吸收剂。

其应用举例如下:制备一种含有碳酸镁的隔热耐火浇注料 。由以下原料组成:莫来石、氧化锆纤维、碳酸镁、氧化铝空心球、氧化铝微粉、二氧化硅微粉、硅酸钠,其中,莫来石、氧化铝空心球、氧化锆纤维为骨料,碳酸镁、氧化铝微粉、二氧化硅微粉、硅酸钠为基质;上述原料的重量份数为:莫来石20~30份、氧化锆纤维10~20份、碳酸镁5~10份、氧化铝空心球20~25份、氧化铝微粉20~25份、二氧化硅微粉1~5份、硅酸钠1~5份。

该浇注料骨料中的氧化铝空心球具有特殊的表面结构且内部空心,表面凹凸不平,增大接触比表面积,使得骨料与基质中氧化铝微粉、二氧化硅微粉结合牢固,既提高了耐火性能,又增加了物料的强度以及保温效果,碳酸镁在高温条件下分解产生二氧化碳气体,二氧化碳气体从涂抹好的浇注料中排出,以使浇注料形成气孔,同时氧化锆纤维可以保证浇注料的抗热震性能,且氧化镁与氧化铝微粉反应生成镁铝尖晶石。

制备[1][2][3][4]

方法1:由菱镁矿(MgCO3)与焦炭混合后焙烧得氧化镁,加水成泥状后,将CO2通入得碳酸氢镁,过滤后,加热滤液得碱式碳酸盐沉淀。

方法2:用小火加热白云石(MgCO3·CaCO3),仅使碳酸镁分解后粉碎,在5~6个大气压下使与水和CO2作用,氧化镁变为碳酸氢镁而溶解,剩下碳酸钙,经过滤、加热而得。

方法3:将等量的结晶硫酸镁和结晶碳酸钠分别溶于10倍量的水内,加热至60 ℃~80 ℃充分混合,在产生CO2气体的同时产生沉淀。过滤出沉淀,与70 ℃~80 ℃的热水混合,再过滤,沉淀,经充分洗涤后于50 ℃~60 ℃下干燥。

方法4:从制盐后的卤水中制备。在卤水中加入硫酸,通入氢气,加热除去溴后,再加入碳酸钠,搅拌,使之反应,此时生成碱式碳酸镁沉淀,过滤,用水洗净,在50℃以上再进行干燥,可制得沉淀碳酸镁(重质碳酸镁)。

方法5:一种碳化法生产无水碳酸镁的方法,包括下列步骤:

S1:用氢氧化镁和去离子水配制成反应浆液;

S2:将步骤S1所述的反应浆液打入碳化塔内,向碳化塔内加入相转移催化剂,然后通入二氧化碳气体进行碳化反应,得到无水碳酸镁浆液;所述相转移催化剂为可溶性金属 氯化物的盐溶液;

S3:将步骤S2所述的无水碳酸镁浆液进行过滤,得到无水碳酸镁固体滤饼和滤出 液;

S4:将步骤S3所述的无水碳酸镁固体滤饼进行干燥,得到无水碳酸镁。

主要参考资料

[1] 实用精细化工辞典

[2] 中学教师实用化学辞典

[3] 刘润静;董文涛;赵华;胡永琪.一种碳化法生产无水碳酸镁的方法及无水碳酸镁. CN201810239322.X,申请日20180322

[4] 实用化学品配方手册

[5] 穆祥;王西来;董伟胜.含有碳酸镁的隔热耐火浇注料CN201410519232.8 ,申请日20141007

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