無錫澤鎂科技
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制備氧化鎂的關(guān)鍵方法之一是在適宜溫度下焙燒碳酸鎂或碳酸氫鎂。工業(yè)上,常被選用的原料是菱鎂礦,這是一種常見的天然碳酸鹽礦物。然而,在焙燒之前,菱鎂礦必須經(jīng)過特定的預(yù)處理。
預(yù)處理的先是通過懸掛鐵矽(合金)來從菱鎂礦原料中分離雜質(zhì)。由于鐵矽的密度適中,它能在較輕的白云石和較重的菱鎂礦之間起到中介作用,使菱鎂礦在流體中下沉。同時(shí),通過浮選法可以有效去除含量較少的硅酸鹽雜質(zhì)。最后,得到的菱鎂礦顆粒還需經(jīng)過精細(xì)研磨。
菱鎂礦的煅燒過程主要涉及碳酸鎂的脫碳反應(yīng)。理化測試顯示,碳酸鎂分解后得到的氧化鎂具有高度催化活性。這種直接形成的“苛性堿”氧化鎂,具有高比表面積和強(qiáng)烈的反應(yīng)性。煅燒后材料的特性主要取決于焙燒時(shí)間和溫度。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)溫度為450℃時(shí),得到的介孔最大;但溫度進(jìn)一步升高時(shí),由于晶體生長,大孔開始逐漸消失。
水合碳酸鎂的熱分解過程不僅導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化,還影響了其表面組成和活性。XRD測試表明,初始材料主要由MgCO3·Mg(OH)2·3H2O和4MgCO3·Mg(OH)2·4H2O兩種化合物組成。差分熱分析(DTA)顯示,在20-800℃范圍內(nèi)存在三個(gè)明顯的吸熱效應(yīng)。第一個(gè)發(fā)生在25-380℃,伴隨質(zhì)量下降20%;第二個(gè)在380-490℃,質(zhì)量減少12.0±0.2%,這主要源于氫氧化鎂的脫水過程;第三個(gè)放熱效應(yīng)在500℃,與碳酸鹽焙燒形成氧化鎂結(jié)晶相關(guān)。而后,這些熱效應(yīng)導(dǎo)致質(zhì)量減少25.7±0.2%。當(dāng)溫度達(dá)到450℃時(shí),樣品完全分解,表面積增至300m2/g;然而,更高溫度下,比表面積會迅速減少,這可能是由于表面燒結(jié)造成的。
盡管通過高溫焙燒商品鎂源制備氧化鎂的工藝相對簡單,但對產(chǎn)物氧化鎂的形貌進(jìn)行有效控制卻是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。