本發明涉及銨光鹵石的制備,具體而言涉及一種銨光鹵石及其制備方法和裝置。
背景技術:
1、銨光鹵石作為制備無水氯化鎂的中間原料,其優勢在于較低的水結合力使得脫水更為容易,水解程度較低,脫銨產生hcl和nh3,這兩種氣體具有氯化轉化作用,能有效替換剩余水分,促使mg(oh)cl轉化為mgcl2,同時抑制氯化鎂水解。脫銨后得到的無水mgcl2熔體品質高,mgo雜質含量低,適合作為低能耗多極鎂電解槽的原料,從而高效生產金屬鎂。銨光鹵石因其獨特的性質簡化了無水氯化鎂的制備過程,有助于降低能耗和提高產品質量,是電解鎂的理想前驅體材料。目前,察爾汗鹽湖占全國鎂鹽總儲量的75%,在其獨特的自然氣候條件下,氯化鎂和氯化銨溶液按一定比例經過簡單的鹽田自然蒸發,即可獲得高純度的銨光鹵石。利用自然蒸發制備銨光鹵石具有成本低、綠色環保的優勢,然而,自然條件下的蒸發難以精確控制,容易導致銨光鹵石的粒度大小和純度不一,影響后續脫水和轉化過程的效率,從而影響無水氯化鎂產品的質量和一致性。此外,在自然蒸發過程中,除了水分外,還可能有少量的氯化銨隨水分一起揮發,造成資源的浪費,導致資源利用率低和銨光鹵石的產率低。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種銨光鹵石及其制備方法和裝置,以解決現有技術中自然蒸發結晶制備銨光鹵石存在低資源利用率、低產率、銨光鹵石粒度不均勻的問題。
2、為了實現上述目的,根據本發明的一個方面,提供了一種銨光鹵石的制備方法,包括以下步驟:
3、s1,將初始混合鹵水進行第一自然蒸發,得到第一結晶料液;第一結晶料液經第一固液分離后,得到第一結晶產物和第一鹵水;其中,初始混合鹵水包含氯化鎂和氯化銨;
4、s2,將第一鹵水進行第二自然蒸發,得到第二結晶料液;第二結晶料液經第二固液分離后,得到第二結晶產物和第二鹵水;
5、s3,收集第一結晶產物和第二結晶產物;第二鹵水返回至步驟s1進行第一自然蒸發。
6、進一步地,步驟s4包括:向第二鹵水中補充銨根離子至第一設定濃度,并補充鎂離子至第二設定濃度,得到回用鹵水;回用鹵水返回至步驟s1進行第一自然蒸發。
7、進一步地,第一設定濃度為銨根離子的質量含量為1.5%~7%。
8、進一步地,第二設定濃度為鎂離子的質量含量為3%~10%。
9、進一步地,在初始混合鹵水中,氯化鎂與氯化銨的摩爾比為(0.9~1.1):1。
10、進一步地,第一自然蒸發的時間為7天~65天,第一自然蒸發的溫度為0~35℃。
11、進一步地,第二自然蒸發的時間為10天~70天,第二自然蒸發的溫度為0~35℃。
12、本發明的第二方面,提供一種銨光鹵石,采用第一方面的銨光鹵石的制備方法制得。
13、本發明的第三方面,提供一種銨光鹵石的制備裝置,用于執行第一方面的制備方法,制備裝置包括第一蒸發單元、第二蒸發單元、第一固液分離單元、第二固液分離單元、結晶產物收集單元;
14、其中,第一蒸發單元用于使初始混合鹵水進行第一自然蒸發;
15、第二蒸發單元用于使第一鹵水進行第二自然蒸發;
16、第一固液分離單元用于使第一結晶料液進行第一固液分離;
17、第二固液分離單元用于使第二結晶料液第二固液分離;
18、結晶產物單元用于收集第一結晶產物和第二結晶產物第一蒸發單元包括初始鹵水入口和第一結晶料液出口,初始鹵水入口用于輸入初始混合鹵水;
19、第一固液分離單元包括第一結晶料液入口、第一結晶產物出口和第一鹵水出口,第一結晶料液入口與第一結晶料液出口相連通;
20、第二蒸發單元包括第一鹵水入口和第二結晶料液出口,第一鹵水入口與第一鹵水出口相連通;
21、第二固液分離單元包括第二結晶料液入口、第二結晶產物出口和第二鹵水出口,第二結晶料液入口與第二結晶料液出口相連通;
22、結晶產物收集單元包括第一結晶產物入口和第二結晶產物入口,第一結晶產物入口與第一結晶產物出口相連通,第二結晶產物入口與第二結晶產物出口相連通第二鹵水出口與初始鹵水入口相連通。
23、進一步地,還包括混合單元和調節單元;
24、混合單元用于將包含氯化鎂和氯化銨的溶液混合以形成初始混合鹵水;
25、調節單元用于向第二鹵水中補充銨根離子和鎂離子;
26、混合單元包括原料入口、初始鹵水出口,初始鹵水出口與初始鹵水入口相連;
27、調節單元包括第二鹵水入口和出液口,第二鹵水入口與第二鹵水出口相連通,出液口與原料入口相連通;
28、優選地,混合單元內設置有螺旋攪拌器;
29、優選地,第一蒸發單元、第二蒸發單元各自獨立地包括多個并聯的子蒸發單元,且第一蒸發單元中的子蒸發單元數量大于第二蒸發單元中的子蒸發單元。
30、應用本發明的技術方案,通過兩次自然蒸發和固液分離,有效地從鹵水中提取并純化銨光鹵石,提高了銨光鹵石的產率和純度,所得銨光鹵石晶體粒度均勻,大小適中;此外,將未完全利用的鹵水進行循環使用,大大減少了資源浪費和環境污染,有助于提高資源利用率,降低生產成本。
1.一種銨光鹵石的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟s4包括:向所述第二鹵水中補充銨根離子至第一設定濃度,并補充鎂離子至第二設定濃度,得到回用鹵水;所述回用鹵水返回至步驟s1進行所述第一自然蒸發。
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述第一設定濃度為銨根離子的質量含量為1.5%~7%。
4.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述第二設定濃度為鎂離子的質量含量為3%~10%。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的制備方法,其特征在于,在所述初始混合鹵水中,所述氯化鎂與所述氯化銨的摩爾比為(0.9~1.1):1。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第一自然蒸發的時間為7天~65天,所述第一自然蒸發的溫度為0~35℃。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的制備方法,其特征在于,所述第二自然蒸發的時間為10天~70天,所述第二自然蒸發的溫度為0~35℃。
8.一種銨光鹵石,其特征在于,采用權利要求1至7中任一項所述的銨光鹵石的制備方法制得。
9.一種銨光鹵石的制備裝置,其特征在于,用于執行權利要求1至7中任一項所述的制備方法,所述制備裝置包括第一蒸發單元、第二蒸發單元、第一固液分離單元、第二固液分離單元、結晶產物收集單元;
10.根據權利要求9所述的制備裝置,其特征在于,還包括混合單元和調節單元;