生產(chǎn)氫氧化鎂阻燃劑
阻燃劑是指能使聚合物不容易著(zhù)火和著(zhù)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(wú)機阻燃劑在應用時(shí)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(wú)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320℃，氫氧化鋁為220℃），因此可適用于加工溫度較高的樹(shù)脂；3）本身無(wú)毒、無(wú)味，燃燒時(shí)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“親水疏油”的性質(zhì)，在有機高聚物中難以均勻地分散。
使用水鎂石礦經(jīng)過(guò)超細粉碎、適當的表面改性處理后，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)量標準。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。
表1 Zerogen系列產(chǎn)品的主要技術(shù)參數
| 主要技術(shù)參數 |
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,最高)，% |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.08 |
| 氯化物(以Cl計,最高)，% |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
0.22 |
0.05 |
| 鐵(以Fe計, 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(guò)對其進(jìn)行粉碎和煅燒，使其分解為氧化鎂后（分為輕燒鎂和重燒鎂。用水鎂石生產(chǎn)氧化鎂具有節約能源、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)輕燒鎂和重燒鎂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燒鎂的技術(shù)指標。
表2 遼寧海城華豐公司輕燒鎂產(chǎn)品的技術(shù)指標
| 指標項目 |
技術(shù)指標 |
| 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 Mesh |
0-60目 |
0-120目 |
0-200目 |
表3 遼寧海城華豐公司重燒鎂產(chǎn)品技術(shù)指標
| 指標項目 |
技術(shù)指標 |
| 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、補強纖維
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，比其他纖維松解后體積膨脹大，是一種優(yōu)良的增強和補強材料。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(wú)石棉保溫材料。
耐火材料
將水鎂石進(jìn)行高溫煅燒，可制取輕燒鎂重燒鎂砂（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，然后投入冶煉，在冶煉過(guò)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，再與有機粘結劑混合，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堆的防護層；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(lái)，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(huì )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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