生產(chǎn)氫氧化鎂阻燃劑
阻燃劑是指能使聚合物不容易著火和著火后使其燃燒變慢的一種助劑。以氫氧化鋁、氫氧化鎂為代表的無機(jī)阻燃劑在應(yīng)用時是依靠化學(xué)分解吸熱以及釋放出水而起阻燃作用的，具有無毒性、抑制發(fā)煙以及分解產(chǎn)物（氧化鋁、氧化鎂）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此不產(chǎn)生二次危害。用水鎂石為原料制備的阻燃填料兼具填充和阻燃二重作用，具有以下特點(diǎn)：1)不含鹵，屬非鹵性阻燃劑；2）加工溫度高（起始分解溫度比氫氧化鋁高得多，達(dá)320℃，氫氧化鋁為220℃），因此可適用于加工溫度較高的樹脂；3）本身無毒、無味，燃燒時也不產(chǎn)生有毒氣體，不腐蝕模具，不產(chǎn)生二次污染，阻燃和消煙性能俱佳。但是使用氫氧化鎂做阻燃劑又存在以下缺點(diǎn)：一是阻燃效率比較低，從而要求較高的添加量；二是其表面天然呈現(xiàn)“親水疏油”的性質(zhì)，在有機(jī)高聚物中難以均勻地分散。
使用水鎂石礦經(jīng)過超細(xì)粉碎、適當(dāng)?shù)谋砻娓男蕴幚砗?，可以制備高檔的氫氧化鎂阻燃劑。我國尚未對用水鎂石為原料制備的阻燃劑指定相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。表1為美國Huber公司用水鎂石為原料制備和合成的 Zerogen系列產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)。
表1 Zerogen系列產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)
| 主要技術(shù)參數(shù) |
Zerogen |
| 10 |
15 |
30 |
35 |
50 |
| 密度，g/cm3 |
2.38 |
2.38 |
2.38 |
2.38 |
2.36 |
| 平均粒徑，μm |
2.5 |
2.5 |
1.0 |
1.0 |
0.7 |
| 比表面積(BET)，m2/g |
7～8 |
7～8 |
9～10 |
9～10 |
6～7 |
| 游離水份(105℃，2)，% |
<0.6 |
<0.6 |
<0.8 |
<0.8 |
<0.1 |
| 緊堆密度，g/cm3 |
0.65 |
0.55 |
0.57 |
0.49 |
0.40 |
| 熱重分析損失(320℃),% |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| Mg(OH)2含量，% |
97 |
97 |
97 |
97 |
99.6 |
| 鈣(以Ca計(jì),最高)，% |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.08 |
| 氯化物(以Cl計(jì),最高)，% |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
0.05 |
| 鐵(以Fe計(jì), 最高)，% |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.07 |
0.005 |
生產(chǎn)氧化鎂和金屬鎂
水鎂石的主要成分為氫氧化鎂，經(jīng)過對其進(jìn)行粉碎和煅燒，使其分解為氧化鎂后（分為輕燒鎂和重?zé)V。用水鎂石生產(chǎn)氧化鎂具有節(jié)約能源、減少污染、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品可以用于耐火材料建材等領(lǐng)域。生產(chǎn)輕燒鎂和重?zé)V目前是我國水鎂石礦的主要用途。
表2和3分別為遼寧海城華豐公司的輕燒鎂和重?zé)V的技術(shù)指標(biāo)。
表2 遼寧海城華豐公司輕燒鎂產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)
| 指標(biāo)項(xiàng)目 |
技術(shù)指標(biāo) |
| 二氧化硅SiO2(%) |
4 |
3 |
1.5 |
| 氧化鎂MgO(%) |
90 |
92 |
95 |
| 氧化鈣CaO(%) |
2.5 |
2 |
1.5 |
| 三氧化二鐵Fe2O3(％) |
1.2 |
0.7 |
0.5 |
| 三氧化二鋁Al2O3(%) |
1.2 |
0. |
0.5 |
| 燒失量(1000℃)Loi(%) |
4.5 |
3.5 |
2.5 |
| 目數(shù) Mesh |
0-60目 |
0-120目 |
0-200目 |
表3 遼寧海城華豐公司重?zé)V產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
| 指標(biāo)項(xiàng)目 |
技術(shù)指標(biāo) |
| SiO2(%) |
4.5 |
3.7 |
2.1 |
| MgO(%) |
90 |
92 |
95 |
| CaO(%) |
2 |
1.6 |
1.5 |
| Fe2O3(%) |
1-1.5 |
0.8-1.3 |
0.6-1 |
| Al2O3(%) |
1.5-2.5 |
1.2-2 |
0.2-0.5 |
| B.D(g/cm3) |
3.5 |
3.2 |
3.2 |
| 燒失量(1000℃)Loi(%) |
0.3-0.5 |
0.2-0.5 |
0.2-0.5 |
| 粒度 (mm) |
0-10，0-90 |
使用水鎂石生產(chǎn)金屬鎂也是其應(yīng)用領(lǐng)域之一。與使用水鎂石生產(chǎn)氧化鎂相同，具有環(huán)保、低能耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。
增強(qiáng)、補(bǔ)強(qiáng)纖維
由于纖維狀水鎂石較硬，在漿液中容易彌散，針狀纖維束遇水浸濕后易松解，不易起團(tuán)，比其他纖維松解后體積膨脹大，是一種優(yōu)良的增強(qiáng)和補(bǔ)強(qiáng)材料。纖維狀水鎂石目前主要用于生產(chǎn)微孔硅酸鈣及硅鈣板等中檔保溫材料中。其特點(diǎn)是白度高、容重小、成本低，可代替石棉纖維制造無石棉保溫材料。
耐火材料
將水鎂石進(jìn)行高溫煅燒，可制取輕燒鎂重?zé)V砂（水鎂石苦土）。若進(jìn)一步摻入氫化鋰或氟化鋰，壓制成直徑為40～60㎜的球團(tuán)，然后投入冶煉，在冶煉過程中再加入鎂劑、稀土催化劑，則可以得到高純鎂砂。
將水鎂石和白云石在高溫下煅燒成鎂和鈣的氧化物，然后磨細(xì)，再與有機(jī)粘結(jié)劑混合，壓制成模，二次煅燒后可制得耐火磚。這種耐火磚可用冶金工業(yè)代替氧化鎂高溫耐火磚。
其它領(lǐng)域
水鎂石還可用于核電站中核反應(yīng)堆的防護(hù)層；鎂質(zhì)焊劑及電焊條涂料；絕熱材料；燃油燃燒腐蝕的抑制劑以及工藝品等。近年來，又有研究者將水鎂石粉用作酸性廢水的中和劑。由于氫氧化鎂比氫氧化鈣的堿性弱，不會對人體造成傷害，而且具有一定的吸附重金屬的能力，所以較石灰有安全、高效的特點(diǎn)，但是其價(jià)格比石灰貴，應(yīng)用受到一定的限制。還有研究者利用水鎂石制成氫氧化鎂漿用于煙氣脫硫。
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