氢氧化镁的用途及未来前景可行性研究(可行性市场分析)

　　 第一节 氢氧化镁的定义   　　 氢氧化镁，白色无定形粉末。别名苛性镁石，轻烧镁砂等，氢氧化镁在水中的悬浊液称为氢氧化镁乳剂，简称镁乳，英文名称为Magnesium hydroxide。氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，难溶于水和醇，溶于稀酸和铵盐溶液，水溶液呈弱碱性。在水中的溶解度很小，但溶于水的部分完全电离。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃)。加热到350℃失去水生成氧化镁。氢氧化镁的天然矿物水镁石。可用于制糖和氧化镁等。因氢氧化镁在大自然含量比较丰富，而其化学性质和铝较相近，因此使用者开始用氢氧化镁来取代氯化铝用于香体产品。用做 分析 试剂，还用于制药工业。（可行性 研究 ）     　　 第二节 氢氧化镁的用途   　　 氢氧化镁既是产品，又是工厂中间物料。作为中间物料，可以用来生产氧化镁。超细级氢氧化镁还是生产纳米氧化镁的重要原料之一；作为产品，它有许多方面的用途，其中消耗量大、使用效果显著的主要在两大领域。一是作为一种无机添加型无毒阻燃剂，具有阻燃、消烟、阻滴、填充等多种性能；二是在环保领域的应用。作为环保用品，由于它的优良性能，已占据氢氧化镁消耗量的首位。氢氧化镁吸附力强、活性大，特别是料浆状产品，具有非沉淀性、非凝聚性、较好的流动性，易于泵送和储存，使用和调节控制方便等特点，可用于含酸废水的中和、重金属脱除、烟气脱硫、土地酸雨处理和pH值调节等。氢氧化镁的用途具体可分为以下几类。   　　 1.在阻燃方面的应用 目前实际应用的阻燃剂主要有卤系、有机磷系和无机类的锑系、铝系、镁系、硼系、钼系等。其中卤系（主要是溴系）阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一。使用有机阻燃剂的合成材料，在燃烧时会散发出有毒的气体和浓烟，威胁着人类生命和财产的安全。而且，有机阻燃剂生产过程难以控制，废弃物易给环境造成污染，生产成本高，价格高。而氢氧化镁是无卤阻燃剂，受热分解产生水，同时吸收热量，并且分解后无腐蚀性和有害性的物质产生，不仅能提高所添充材料的分解温度，而且对环境不造成污染，可以广泛应用于聚丙烯、聚氯乙烯及不饱和树脂等高分子材料的阻燃与消烟。氢氧化镁热分解温度高,有利于加快挤塑速度,缩短模塑时间,同时亦有助于提高阻燃效率,可广泛应用于聚脂、环氧树脂、涂料、纤维制品、聚丙烯、聚丙烯腈、聚脂酸乙烯、电线、电缆、木材、橡胶、油漆、聚氯乙烯等领域。   　　 2.含硫废水处理 氢氧化镁是一种弱碱，料浆状的氢氧化镁具有非沉淀性和非流动性、使用和调节方便等优点。氢氧化镁的弱碱性使它具有独特的缓冲和中和能力，在使用过程中pH值最高不会超过9、这恰好是美国环保局“清洁水条例”（CleanWaterActs）中允许排放物pH制的最高极限，而其他碱类物质若过量会使pH值达到12以上。氢氧化镁中和速度慢，中和产生的粒子沉降速度快，易于过滤，而且其吸附能力强，活性大，腐蚀性低。这些优点使氢氧化镁在含酸废水的处理中能够减少操作工序和时间，减少设备投资。因此，氢氧化镁在含酸废水的处理中能够得到广泛应用。   　　 3.重金属脱除剂 由于氢氧化镁比表面积大，吸附力强，易从各种不同的工业废液中吸附并除去对环境造成危害的Ni2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、Zn2+、Cr6+等重金属离子。氢氧化镁可单独使用也可与石灰、膨润土等配合使用。其作为重金属脱除剂，日本一专利详细综述了采用氢氧化镁的独特之处，并指出与用Ca(OH)2处理相比，具有无可比拟的优越性。   　　 4.烟气脱硫 采用镁质物料脱硫，最早始于日本，现已成为国际上共同关心和 研究 的问题。大气污染主要来自燃烧所产生的废气。大部分废气特别是燃煤所产生的废气中含有大量的二氧化硫。自20世纪80年代以来，氢氧化镁料浆状产品在烟气脱硫中崭露头角。这是因为，与其它方法相比，采用氢氧化镁进行脱硫具有效率高、操作方便、工艺过程较为简单、副产品可以回收利用以及有较高的经济效益等优点。   　　 5.印染废水的脱色 印染废水是对环境危害极大的一类工业污水,其排放量大、成分复杂、色度深,特别是各种水溶性好、着色力强的染料,使传统的治理方法难以奏效。近年来国内外开展了利用氢氧化镁处理印染废水的 研究 ,其基本原理是利用带正电荷的Mg(OH)2吸附带负电荷的阴离子染料而使染料废水脱色。   　　 6.废水脱磷脱铵 废水中的磷酸盐会促进藻类生长,导致鱼类缺氧,铵会危害海洋生物的生存。磷和铵的过量排放已使国内各大湖泊、海洋面临严重的富营养化和赤潮现象。因此,废水排放前必须降低铵和磷的含量。用镁化合物诸如氢氧化镁、轻烧氧化镁、白云石灰(MgO CaO)脱磷除铵效果显著。   　　 7.其他 用海水镁砂生产过程的中间产物氢氧化镁作吸附剂,可以预先除去海水中80%左右的硼,为后续低硼镁砂的生产奠定重要的基础。在化学浆漂白中可用氢氧化镁作碱剂和纤维素保护剂,保持纸浆的最终白度不变的情况下,降低废水中的COD含量并可提高成浆粘度。氢氧化镁还可作为含有脂肪和蛋白质的肉制品、饲料和饲料添加剂的保鲜防腐剂,也可与抗氧剂联合使用,防止肉组织的生物降解,并保持弹性和柔软。作为土豆保鲜剂,在4℃～6℃的条件下,在土豆表面涂一层含3%的氢氧化镁乳状液作为无毒保护层可有效阻止植物病原体引发的疾病。此外,氢氧化镁在石油开采方面,可作为油田新型泥浆材料的配合成分,在医药化妆用品、卷烟纸、抑烟涂层以及磁性材料加工方面都有一些应用。   　　 第三节 氢氧化镁制备方法   　　 （一）工业上常以海水与廉价的氢氧化钙溶液（石灰乳）反应，可得氢氧化镁沉淀。   　　 卤水一石灰法将预先经过净化精制处理的卤水和经消化除渣处理的石灰制成的石灰乳在沉淀槽内进行沉淀反应，在得到的料浆中加入絮凝剂，充分混合后，进入沉降槽进行分离，再经过滤、洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。其化学反应方程式为： MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2+Mg(OH)2↓。   　　 卤水-氨水法以经净化处理除去硫酸盐、二氧化碳、少量硼等杂质的卤水为原料，以氨水作为沉淀剂在反应釜中进行沉淀反应，在反应前投入一定量的晶种，进行充分搅拌。卤水与氨水的比例为1：(0.9～0.93)，温度控制在40℃。反应终了后添加絮凝剂，沉淀物经过滤后，洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。其化学反应方程式为：MgCl2+2NH3·H2O→Mg(OH)2↓+2NH4Cl。   　　 该试验方法有待提高收率，缩短洗涤周期，改进并完善生产工艺。菱苦土-盐酸-氨水法菱镁矿石与无烟煤或焦炭在竖窑内煅烧，生成氧化镁和二氧化碳。苦土粉用水调成浆状后与规定浓度的盐酸反应制备氯化镁溶液。其氯化镁溶液与一定浓度的氨水在反应器中进行反应，生成物经洗涤、沉降、过滤分离、干燥、粉碎，得到氢氧化镁产品。根据需要可添加表面处理剂进行表面处理。   　　 氢氧化镁是一种应用前景好的高聚物基复合材料的无机阻燃填料。与氢氧化铝一样，氢氧化镁阻燃剂是依靠受热时化学分解吸热和释放出水而起到阻燃作用的，因此具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定，不产生二次污染等优点。但是，与含卤有机阻燃剂相比，要达到相当的阻燃效果，填充量一般要达到50%以上。由于氢氧化镁为无机物，表面与高聚物基料的相容性较差，如此高的填充量，如果不对其进行表面改性处理，填充到高聚物材料中后，将导致复合材料的力学性能下降。因此，必须对其进行表面改性处理，以改善其与高聚物基料的相容性，使填充材料的力学性能不下降，甚至使材料的部分力学性能有所提高。   　　 实验证明，未经改性的氢氧化镁在PP中以团聚体的形式存在，虽然粉体本身极细，但由于颗粒表面与PP基体不相容，颗粒团聚体与PP基体之间存在明显的界限甚至空洞。因脆断时氢氧化镁颗粒逃逸后形成的空洞，说明未改性的氢氧化镁在PP中只是起到一个填充阻燃的作用，而不与PP发生化学键合。经过表面改性的氢氧化镁在PP基体中分散均匀，颗粒大都以原级颗粒或小团聚颗粒的形式分散存在于材料中。   　　 （二）白云石制备氢氧化镁新工艺，白云石在950℃下煅烧2.5小时，消化比例1：40，消化温度70℃，消化时间为50min；一次酸浸时盐酸用量与钙离子的摩尔比为2比1，二次酸浸时的硫酸用量与镁离子的摩尔比为1比1；沉淀过程溶液的pH值为11。以此工艺条件可得氢氧化镁的最大收率，总收率达到85.20%以上，并且得到纯度一般，分散度一般的片状氢氧化镁。碳化法工艺在最优化条件下，钙镁分离过程镁的提取率达到90.02%，氢氧化镁制备过程产品收率88.21%，所选碳化温度30℃，沉淀剂为氨水，能够得到纯度较好，分散性较好，且为片状的氢氧化镁产品。   　　 第四节 氢氧化镁市场概况   　　 我国是一个阻燃剂消费大国，每年仅塑料 行业 需要大量的阻燃剂，按照美国氢氧化镁阻燃剂占阻燃剂总消耗量的18%计算，每年大约需要9万吨氢氧化镁，但国内生产能力不足1.5万吨，很大一部分依赖进口。   　　 随着人们生活水平的提高，对于生存环境的要求越来越高，绿色环保型的材料需求量会急剧增加。尤其是我国大飞机工程项目的全面启动实施，机内的装饰材料、电气设备外壳、电线、电缆绝缘层等都需要高强度、绿色环保的阻燃新材料。     　　 第五节 氢氧化镁未来前景   　　 氢氧化镁粉体超细化成为热点问题，氢氧化镁阻燃剂的粒径越小，阻燃作用就越好。由于随着氢氧化镁粉体粒径的减小，其比表面积会增大，表面性质也会发生改变，有助于改善商品的力学性能。因而，与其它路径相比，粒度超细化更有利于进步企业的市场竞争力。粉体粒度细化比其它加工路径更加简便，可以低成本生产高品位粉体，且商品更具通用性。因而，加强超细粉体的生产设备及创新技术是必要的，加工设备和技术的改进对进步镁阻燃剂的商品等级是至关重要的。   　　 加强氢氧化镁的表面活化改性技术设备等。挑选性能优良的表面改性剂、适宜的活化技术技术等，需要高效的表面活化处理设备与之匹配，是对氢氧化镁进行表面活化改性的必备条件。为此应加强利于进步活化作用和产能的连续活化设备等研发。同时， 研究 湿法处理技术，下降加工处理的消耗，减少活化处理的费用等。   　　 针对塑料无卤阻燃剂的种类与阻燃剂技术的发展新方向，低烟、高效、无卤、多功能的新式阻燃剂也是主要的发展方向。适用于电缆、汽车线缆、电器、复合材料等 行业 阻燃功能需求的无机阻燃材料的前景是很广阔的，低烟、高效、无卤与复合型的新式阻燃剂在 行业 中有着很大的应用前景。


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