TG-FTIR技术对水氯镁石结晶热解过程的研究.pdfVIP

第31卷，第7期 光谱学与光谱分析 201 1年7月 and SpectroscopySpectralAnalysis July，2011 TG—FTIR技术对水氯镁石结晶热解过程的研究 倪前银1，吴玉龙¨，杨明德h，胡湖生1，何勇锋2，张立佳1，党杰1 1．清华大学核能与新能源技术研究院，北京 102201 2．国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆哈密839000 摘要水氯镁石脱水是镁资源利用的关键。其中一种重要的方法足向水氯镁石中添加助剂形成复盐及络 合物脱水。通过缓慢冷却水氯镁石及盐酸苯胺的过饱和水溶液制备了水氯镁石一盐酸苯胺结晶物。通过TG- DTA-FTIR联用技术分析r虢酸苯胺、水氯镁石以及盐酸苯胺一水氯镁石结晶物的热解过程，定性检测每步 分解的逸出气体以推测反应过程。结果显示：盐酸苯胺在400℃以前仅发牛物理变化；水氯镁1Ei的热解分阶 段进行，205℃以前发生脱去四个结晶水，205℃以后在脱水反应的同时发生水解反应牛成HCI；盐酸苯胺一 水氯镁石结品物分阶段脱水、脱盐酸苯胺，整个过程没有水解现象发生，能够得到高纯度无水氯化镁。 关键词水氯镁石；盐酸苯胺；结品；无水氯化镁；TG-FTIR 中图分类号：TQ032文献标识码：A 盐得到无水氯化镁。该方法没有因中间体分解产生HCl和 引 言 NH。等腐蚀性气体的不利闪素，因此优势明显。 目前与氯化镁相父复盐的热分解研究大多仅建立在单一 镁是一种极为重要的有色金属，广泛应用于国防、航天 的热蓖分析(TG)基础t。热重分析可用于描述热分解过程 航空、汽车和高性能材料等诸多领域。我园的镁资源十分丰 的失重与温度的关系，求解动力学参数，却不能获得产物的 富，仅罗布泊盐湖卤水的水氯镁石(即六水氯化镁MgClz·任何信息。如果将傅里叶红外光谱(FT氓)与热重分析联用， 6H20)储量就达到5．86×109t[1]。盐湖每生产1吨KCI，就则可以实时检测热解气相产物的组成及牛成情况，并可与失 副产MgCI。浓度33％的卤水40m3，过多的水氯镁石得小到 重过程相互验证，推断反应机理，具有准确、灵敏、重现性 有效利用，反而形成“镁害”[2]。电解熔融无水氯化镁制备金 好、可实时监测等特点，该方法已在生物质、固体废弃物等 属镁是月前世界各大镁厂广泛采用的方法。水氯镁石加热时 热分解过程中得到较好的应用验证阻10]。本论文采用热重一红 町直接脱水得到二水氯化镁，然而继续加热会发生水解反应 外联用技术(TGFTIR)研究六水氯化镁一盐酸苯胺复盐受热 得到碱式氯化镁和氧化镁无法电解制备金属镁。因此，如何 分解制备无水氯化镁的过程，定性检测每步热分解的逸出气 由自然界的水氯镁石脱水制备冗水氯化镁是镁资源利用的关 体，从而更准确推断各步热解过程，研究热分解反应机理， 键，对我国西部盐湖资源的利用也至天重要。 为水氯镁石复盐脱水技术工业化生产提供基础数据。 水氯镁石的脱水方法主要有：气体保护的加热脱水 法l-孔引、有机溶剂蒸馏与分子筛脱水法[5】和复盐及络合物分 1实验 解脱水法等[6一]。气体保护的加热脱水法氯化氢或氯气消耗 量大，高温下设备腐蚀严重。有机溶剂蒸馏与分子筛脱水法 1．1试样制备 需要多步分离，能耗也大，产品杂质多，对后续电解有不利 试样1为国药集团生产的分析纯盐酸苯胺(C6HsNHz· 影响。从目前来看，复盐或络合物分解脱水法具有良好的工 HCl)，试样2为北京试剂厂生产的分析纯六水氯化镁研细而 业化前景。Dolezal的专利阳1提出的方法即为一种复盐分解得。试样3：按摩尔比六水氯化镁：盐酸苯胺：水；l：1： 脱水法，该方法利用胺类(如乙二胺、三乙胺、苯胺等)的盐 15混合，将混合物加热至8