A simplified mechanistic analysis of the hydration of magnesia

The kinetics of the hydration of magnesia to produce magnesium hydroxide is described by a kinetic model with no diffusive contribution, including an additional resistance to the reactive flux due to the transient variation of the porosity of the material during reaction. The proposed model has been applied to data from the literature and obtained by hydration of MgO samples with distinct physical characteristics. The model describes well the mechanism of hydration of powder and single crystal MgO in liquid and vapour water with temperatures varying from 35°C to 200°C.     

Kinetics and mechanistic analysis of caustic magnesia hydration

The kinetics of magnesia hydration to produce magnesium hydroxide is crucial for process design and control, and for the production of an Mg(OH)₂ powder with desirable particle morphology. In this study, highly pure magnesia has been hydrated in a batch reactor. The effects of the following variables were evaluated experimentally: temperature (308–363 K), reaction time (0.5–5 h), initial slurry density (1–25%wt) and particle size in the ranges ?212 + 75 µm and ?45 + 38 µm. Experimental data indicate increasing magnesia hydration rates with increasing temperature, as expected. In addition, it has been observed that the hydration of magnesia increases significantly up to about 4–5%wt initial slurry density, stabilising afterwards. On the other hand, the reaction was almost unaffected when magnesia with different particle sizes were hydrated because of similar specific surface areas involved. A reaction mechanism to explain the oxide dissolution and the hydroxide precipitation has been proposed, assuming no significant change in the initial solids size and dissolution rate as the controlling step. The calculated activation energy value of 62.3 kJ mol^?1 corroborates the mechanism proposed in this study and compares well with values previously reported in the literature. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

The influence of hydrating agents on the hydration of industrial magnesium oxide

BACKGROUND: The influence of different hydrating agents on the pH of the hydrating solutions, rate of hydration of MgO to Mg(OH)₂ and product surface area was studied as a function of temperature of hydration. Hydrating agents used were aqueous solutions of ammonium chloride, magnesium acetate, magnesium nitrate, nitric acid, acetic acid, magnesium chloride, sodium acetate and hydrochloric acid and distilled water as control. These were chosen to determine either the effect of addition of a common ion, the effect of changing the solution pH or due to the presence of an acetate ion, found earlier to have a beneficial effect on the hydration of MgO. RESULTS: There was no significant difference in the hydration behaviour of the hydrating agents up to 50 °C, where less than 10% of magnesium hydroxide was formed. The amount of hydroxide increased at temperatures above 60 °C. When compared with the hydration in water, all the hydrating agents, with the exception of sodium acetate, showed a significant increase in the degree of hydration. Sodium acetate formed the lowest amount of magnesium hydroxide, ranging between 1.2 and 12.2% magnesium hydroxide. The largest percentage (56.7%) of magnesium hydroxide was formed from hydration in magnesium acetate. CONCLUSION: It seems that MgO hydration is a dissolution‐precipitation process controlled by the dissolution of MgO. The increased degree of hydration in magnesium acetate is possibly due to the presence of acetate and Mg²⁺ ions. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

纳米氢氧化镁的干燥动力学试验研究

干燥过程是液相法制备纳米氢氧化镁材料过程中必不可少的一个重要步骤。先用均匀沉淀法合成纳米氢氧化镁，再通过干燥动力学试验测定出普通及纳米氢氧化镁的干燥曲线和干燥速率曲线．分析讨论了纳米氢氧化镁的干燥机理。     

镁法烟气脱硫联产硫酸镁肥料

对镁法烟气脱硫联产硫酸镁肥料作了综述,包括镁法脱硫的优越性、镁法脱硫联产硫酸镁研发现状。提出镁法烟气脱硫要远离钙,消耗镁,关注硫,探讨了发展前景。     

不同溶剂置换法制备纳米氧化镁粉体的研究

以氯化镁与尿素为原料，采用均匀沉淀法得到氢氧化镁沉淀，经水洗、水洗 醇洗、水洗 正丁醇共沸蒸馏3种溶剂置换后，再用烘箱干燥得到厚度仅为几纳米的片状氢氧化镁粉体，氢氧化镁粉体经高温煅烧得到纳米氧化镁粉体。X-射线衍射、红外光谱和透射电子显微镜3种方法表征结果表明，纳米氧化镁粉体的粒径约为20～30nm，其团聚程度以及晶粒大小与溶剂置换的方法有关，团聚程度和晶粒大小由大到小的顺序为水洗、水洗 醇洗、水洗 正丁醇共沸蒸馏。此外，还用毛细管理论和氢键理论讨论了纳米粉体团聚的原因。     

氧化镁蒸氨反应的动力学和机理研究

以轻烧粉和氯化铵反应为出发点,研究了氧化镁蒸氨反应过程的动力学和反应机理。结果表明：当反应30 min时,70~90 ℃条件下溶液中镁离子浓度约为0.14 mol/L,100 ℃时浓度为0.5 mol/L。XRD结果表明,蒸氨过程中未反应生成Mg2+的氧化镁以氢氧化镁存在于滤渣中。随着煅烧温度的升高,氧化镁水化反应活化能逐渐增加。当煅烧温度为600 ℃时,反应活化能为64.789 9 kJ/mol;当煅烧温度为800 ℃时,反应活化能为81.350 6 kJ/mol。氢氧化镁和氧化镁按不同物质的量比混合进行蒸氨反应时,蒸氨速率随体系中氢氧化镁含量的增加而升高。氧化镁蒸氨体系可分为2个阶段：第一阶段,氧化镁在铵盐体系中进行水化反应生成氢氧化镁,同时部分氧化镁和氢氧化镁进行蒸氨反应生成镁离子;第二阶段,整个体系完全变成氢氧化镁蒸氨体系。     

用氯化镁生产氢氧化镁和氧化镁的方法

采用一种精制原料和两次煅烧工艺克服在Aman法分步精制原料和三次煅烧等现有工艺路线长、能耗高、生产成本高等不足，将煅烧温度分为：600－800℃轻烧，800－1200℃重烧，1200－1800℃死烧3个温度段，可以分别制得高纯的轻质、重质氧化镁和镁砂。大幅度缩短了工艺路线和生产周期并降低生产成本，成功解决了从原料直接生产氧化镁的技术难题，创造了氧化镁生产的又一方法。     

醋酸镁合成工艺的研究

研究了采用镁、醋酸直接反应合成醋酸镁工艺的可行性和反应条件.实验得出,用镁与醋酸反应可以制得无水醋酸镁.在实验条件下,镁与醋酸反应合成醋酸镁的适宜操作条件为:镁与醋酸的质量比为1:8、反应温度为50～120℃、醋酸滴加速率为1.25 mL/min左右、反应时间为2 h,不需要加入催化剂,需要进行快速搅拌.此时,醋酸镁的收率达82%以上.     

工业草酸与氢氧化镁制备纳米氧化镁的研究

以工业草酸和氢氧化镁为原料,通过控制实验条件以期制得纳米氧化镁。研究了煅烧温度、煅烧时间、反应温度、反应时间、草酸浓度和表面活性剂浓度对氧化镁产品粒径的影响,并采用X射线衍射（XRD）、热重差热分析（TG-DTA）、扫描电镜（SEM）等手段对产品进行了表征。研究表明,草酸浓度为0.8 mol/L、表面活性剂浓度为1.0 mmol/L、在40 ℃反应20 min得到的中间产物在600 ℃煅烧2 h,可制得纳米氧化镁,粒径在50 nm左右。本方法得到的氧化镁产品纯度高,工艺简单,操作方便,对设备技术要求不高,易于工业化生产。     

氢氧化镁和氧化镁中酸不溶物的研究

产硝后的高镁卤水和硫氢化钡溶液进行反应，生成氢氧化镁，酸不溶物在0．3％（质量分数）左右，但将其煅烧成氧化镁后，酸不溶物高达1．2％-2．5％（质量分数），二者酸不溶物远不成比例关系。通过对样品在分析中穿滤对比、硫酸法测定酸不溶物、碘量法测定硫化物试验，确定在生产过程中，硫氢化钡被氢氧化镁吸附，经过高温煅烧，硫氢化钡被氧化成硫酸钡，成为氧化镁中的酸不溶物，这就是氧化镁和氢氧化镁中酸不溶物不成比例的主要原因。     

氢氧化镁阻燃剂填充EVA共聚物力学性能研究

研究了普通氢氧化镁、六角片状氢氧化镁和硬脂酸(SA)改性氢氧化镁分别填充到乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)中制得的复合材料的力学性能。用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对3种类型氢氧化镁及EVA/氢氧化镁复合材料的结构和形貌进行了分析。结果表明:相比普通氢氧化镁,六角片状氢氧化镁和SA改性的氢氧化镁有效地降低了表面极性,大大降低了对复合材料的力学性能的影响;4%(质量分数)SA改性氢氧化镁在EVA树脂中的分散性均匀,填料表面与树脂表面的界面黏结性较好;氢氧化镁(MH)粉体的加入增加了EVA/MH复合材料的拉伸强度,其中4%(质量分数)SA改性氢氧化镁粉体对复合材料拉伸强度的影响最大,六角片状氢氧化镁影响最小;氢氧化镁粉体填充量达到60质量份(60质量份氢氧化镁填充至100质量份EVA中)时,断裂伸长率降低到100%以下,复合材料力学性能急剧恶化。     

卤水-白云石微波催化制取氢氧化镁和氧化镁

就卤水-白云石灰在微波作用下生成氢氧化镁沉淀，及有关因素对沉淀的影响进行了试验。试验表明：微波作用可加快钙的溶出，降低沉淀的钙含量和含水量，提高了氢氧化镁和镁砂的品质。该法为卤水-白云石法的实际应用做了有益的探索。     

花瓣状纳米氢氧化镁及氧化镁的微波辅助合成

在微波辅助下,以硫酸镁、NH₃•H₂O-NH₄Cl缓冲溶液为原料,通过均相沉淀反应制备了纳米氢氧化镁,经煅烧又得到了纳米氧化镁。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TG）等分别对纳米氢氧化镁和氧化镁的结构、形貌及热稳定性进行了分析测试。结果表明,纳米氢氧化镁的结晶性能较好,其形貌为由厚度约40 nm的纳米片团聚而成的花瓣状;纳米氧化镁亦保持了氢氧化镁花瓣状形貌。并对微波辅助下纳米氢氧化镁形成的可能机理进行了初步探讨。     

白云石制备高纯氧化镁的工艺研究

以白云石为原料,通过煅烧、消化、硫酸酸浸、过滤得硫酸镁溶液,采用氨水沉淀法制备氢氧化镁中间体,经煅烧得高纯氧化镁。研究了加入硫酸后白云石灰乳终点pH、反应温度、硫酸镁浓度和煅烧温度对镁的浸出率、沉淀率以及产品氧化镁纯度的影响,最终确定最佳工艺条件为：灰乳终点pH为6,反应温度为40 ℃,硫酸镁浓度为0.8 mol/L,煅烧温度为900 ℃。在此条件下制备的氧化镁纯度达到99.0%以上,满足高纯氧化镁的要求。     

水菱镁矿制备高分散六角片状纳米氢氧化镁的新工艺条件探究

以水菱镁矿为原料,通过“煅烧-水化-煅烧-水热”的简单合成路线制备了高分散六角片状的阻燃型纳米氢氧化镁。确定初步工艺后,探究了氧化镁用量、水热温度和水热时间对氢氧化镁结晶度和形貌的影响,确定最佳工艺水热条件：氧化镁用量为10%~25%（质量分数）、水热温度为150 ℃、水热时间为3 h。在水热过程中,分别向反应体系中加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚乙二醇6000（PEG6000）和聚乙二醇200（PEG200）,考察了不同改性剂及改性剂用量对氢氧化镁颗粒结晶度和分散性的影响。结果表明在4%（质量分数）PVP的条件下,能很好地改善纳米氢氧化镁的分散性,并得到了分散性好、晶形完整、粒径均匀、直径为300~400 nm、厚度为40~60 nm的六角片状纳米氢氧化镁。     

菱镁矿混合氯化镁焙烧制备高纯氧化镁

采用菱镁矿添加无水氯化镁混合焙烧的方式,在较低焙烧温度下制备了高纯度的氧化镁。通过热重-差热（TG-DTA）法分析了菱镁矿的焙烧反应过程,并对焙烧产品进行了X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及纯度分析。与传统焙烧方法制备氧化镁相比,添加氯化镁的焙烧工艺可有效地达到除钙效果。通过机理探讨表明,氯化镁渗透到菱镁矿中起隔断作用,有效增加了菱镁矿的比表面积,降低了焙烧温度,达到了节能降耗的效果。在焙烧温度为650 ℃、保温时间为1 h条件下,所得氧化镁的纯度可达99.3%,钙杂质质量分数可降至0.07%。     

球形氧化镁的控制合成研究

以聚乙烯吡咯烷酮为控制剂,氯化镁、氢氧化钠和氨水为原料,经静态反应制备出球形氢氧化镁前驱体,再经煅烧得到球形氧化镁。研究了控制剂种类、控制剂用量、反应物浓度、反应时间等因素对球形氧化镁形貌的影响,并用XRD、SEM等分析手段对产物做了表征。结果表明：在控制剂为聚乙烯吡咯烷酮、添加量为1.0%（质量分数）、氯化镁浓度为1.0 mol/L、氢氧化钠浓度为0.25 mol/L、反应时间为24 h的条件下,获得球形氢氧化镁前驱物;前驱物氢氧化镁在600 ℃下煅烧2 h,制得的球形氧化镁颗粒大小均匀、分散性好、球形度高,平均粒径为4.53 μm。     

一氧化碳还原硫酸镁制备氧化镁的工艺研究

应用热力学原理计算并分析了一氧化碳还原无水硫酸镁制备氧化镁反应的可能性;研究了反应温度、加热时间和样品粒径对无水硫酸镁分解率的影响; 并且通过正交设计与实验,给出了制备氧化镁的优化工艺条件：反应温度为973.15 K、加热时间为30 min、样品粒径为106 μm。采用此工艺,硫酸镁的分解率达到99.3%。得到的氧化镁晶型单一,呈多孔形貌,符合HG/T 2573-2006《工业轻质氧化镁》标准规定的I类优等品质量指标。     

活性氢氧化镁水热改性制备分散性氢氧化镁

探索了活性氢氧化镁经水热改性制备形貌规则、分散良好的片状氢氧化镁的方法。研究了焙烧-水化对活性氢氧化镁性质的影响及活性氢氧化镁水热改性制备分散性氢氧化镁的工艺规律,并用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、物理吸附仪和激光粒度仪等对水热产物进行了表征。研究结果表明：通过低温焙烧及水化可将团聚态的工业氢氧化镁先转化为活性较高的氢氧化镁,再经温和水热改性即可制得形貌规则、分散性良好的片状氢氧化镁。