摘 要：在常壓下，利用分子篩吸附氯化鎂乙醇溶液中的水分，研究了氯化鎂濃度、溫度、時(shí)間、分子篩加入量對(duì)脫水量的影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：(1)分子篩佳停留時(shí)間為 6h；(2)濃度越低，溶液中的終含水量越小，但濃度越高，吸附量越高；(3)溫度升高，吸附速率提高，但升高到一定溫度，吸附率不再明顯提高，佳溫度為 26oC。(4)氯化鎂乙醇溶液，每 100g溶液加入 120g分子篩 ，吸附量大，吸附率可達(dá) 76．5％。

前言
 
鎂是機(jī)械制造工業(yè)重要的金屬材料，市場(chǎng)用量以及價(jià)格都在不斷增長(zhǎng)。目前，無水氯化鎂是生產(chǎn)金屬鎂的主要原料，但其制備工藝復(fù)雜，成本高，很難脫出氯化鎂中的結(jié)晶水，而使該技術(shù)的應(yīng)用受阻。
 
氯化鎂的水合物含有 1個(gè) ～12個(gè)結(jié)晶水，受熱時(shí)逐漸脫去，但依靠升溫的方法不能得到純凈的無水氯化鎂。原因是脫水到低水氯化鎂時(shí)會(huì)有副反應(yīng)發(fā)生(生成 Mg(OH)C1，MgO)，且無水氯化鎂會(huì)水解，水解程度隨溫度的升高而增加，生產(chǎn)工藝較難控制，在 HC1氣氛下，氯化鎂脫水需要較高的溫度(一般約為450℃)，能耗大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。在金屬鎂的生產(chǎn)成本中，大約 50％ 的費(fèi)用用于 MgCI 脫水，因此，研究新的脫水方法使工藝更加溫和，成本更低是氯化鎂的發(fā)展方向。
 
利用3A分子篩來吸附氯化鎂晶體中的部分結(jié)晶水，分子篩比表面積大，常用的吸附劑 (如活性炭、硅膠)雖然比表面積也相當(dāng)大，但它們的孔徑分布較寬，對(duì)于常見吸附質(zhì)分子不分大小均可發(fā)生物理吸附，而 3A分子篩其孔徑為 3A，主要用于吸附水，不吸附直徑大于 3A的任何分子，所以在本試驗(yàn)中，分子篩只能吸附水分，不能吸附乙醇分子。同時(shí)，分子篩的空穴體積很大，空腔直徑多大于其孔徑⋯。利用分子篩吸水相對(duì)于其他方法，經(jīng)濟(jì)實(shí)用  ，設(shè)備的構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便；簡(jiǎn)單；無害耐磨耐蝕，廉價(jià)易得，且有越用越好的趨勢(shì)。

2 試驗(yàn)部分
 
2．1 試驗(yàn)材料與儀器
 
分子篩3A型(A．R．，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)；無水乙醇(A．R．，天津市天達(dá)凈化材料精細(xì)化工廠)；MgC1 ·6H O(A．R．，北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠)；用六水氯化鎂溶于無水乙醇，配成溶液。
 
2．2 試法
 
在試劑瓶中分別加入不同量的分子篩，加入不同濃度的氯化鎂乙醇溶液，靜置不同時(shí)間，在不同溫度下，分別測(cè)量其溶液中的水分含量。
 
3 試驗(yàn)結(jié)果與討論
 
3．1 時(shí)間對(duì)分子篩吸附氯化鎂乙醇溶液水分量的影響取 1g六水氯化鎂溶于乙醇溶液至 100 g，加入3A分子篩，把乙醇氯化鎂溶液停留不同時(shí)間，分別測(cè)量 1h，2h，3h，4h，5h，6h，7h，8h時(shí) 間下溶液中的水分含量。其測(cè)試結(jié)果所得曲線見圖 1。


圖 1 時(shí)間對(duì)分子篩吸水的影響
 
由試驗(yàn)結(jié)果可以看出氯化鎂和乙醇摩爾比以及分子篩加入量一定時(shí)，停留時(shí)間越長(zhǎng)，除水效果越好，到了6h曲線下降緩慢 ，7h和 8h幾乎沒有變化，因此，適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間應(yīng)該為 6h。
 
3．2 濃度對(duì)分子篩吸附氯化鎂乙醇溶液水分量的影響
 
分別配制含有六水氯化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1％，2％，3％，4％的乙醇溶液。分別測(cè)試結(jié)果所得曲線見圖 2，從試驗(yàn)結(jié)果也可以看出，濃度，分子篩的總吸附量會(huì)，也就是隨著初始濃度的，表面擴(kuò)散系數(shù)也會(huì)隨之增加 J。同時(shí)，由試驗(yàn)結(jié)果也可以看出氯化鎂在乙醇溶液中的濃度越低，溶液中含水量越少。這是因?yàn)楫?dāng)達(dá)到吸附相對(duì)平衡時(shí)，吸附質(zhì)濃度較大時(shí)，吸附質(zhì)分子間的相互作用力，了分子的移動(dòng)，所以擴(kuò)散變小 J。故初始濃度越高，吸附平衡后溶液中水含量越高。


圖2 濃度對(duì)分子篩吸水的影響
 
3．3 溫度影響
 
把氯化鎂溶液停留在 18℃，26 o【=，35℃下 ，分別測(cè)量其在不同時(shí)間下的含水量所得曲線見圖3。

圖3 溫度對(duì)分子篩吸水的影響
 
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，水在分子篩上的吸附速度隨溫度的提高而，這是因?yàn)闇囟壬呤狗肿拥臄U(kuò)散速度加快，有利于顆粒內(nèi)物質(zhì)的擴(kuò)散。故在一定溫度范圍內(nèi)，溫度的提高，使吸附速度變大，但溫度達(dá)到定值時(shí)，溫度的提高對(duì)吸附速度的影響并不大 3]。

 
由圖3可知，分子篩佳吸水溫度為26℃。
 
3．4 分子篩加入量的影響
 
在六水氯化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的乙醇溶液中，分活性的主要因素有兩個(gè)：一是氧化鎂的比表面積，比表面積越大，氧化鎂的活性越高；二是氧化鎂的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，氧化鎂的結(jié)晶性能越好，活性越低 。圖5也證明了這一結(jié)論，由圖 5可知，隨著升溫速率的增加，氧化鎂粉體的比表面積和礦樣的分解率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在 10 oC／min時(shí)比表 面積和分解率達(dá)到大值。因?yàn)榫徛掷m(xù)加使熱量盡可能均勻地傳導(dǎo)到礦石內(nèi)部，因而煅燒所得產(chǎn)品的比表面積較大，活性較高。所以實(shí)驗(yàn)選用 10~C／ainr作為適宜的升溫速率。
 
3 結(jié)論
 
以非晶質(zhì)菱鎂礦為原料，采用檸檬酸法對(duì)所得氧化鎂粉體的活性進(jìn)行表征，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了 XRD分析、比表面積的測(cè)定。分別從煅燒溫度、保溫時(shí)間、升溫速率三個(gè)方面研究了影響活性的因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以 l0 oC／min的升溫速率 ，在 700℃下保溫1．5h所得氧化鎂粉體活性高、比表面積大，礦樣的分解率大，而且該方法原料便宜易得，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本低，筆者也在如何進(jìn)一步提高氧化鎂活性方面做進(jìn)一步的研究工作。

結(jié)論
 
1)分子篩在氯化鎂乙醇溶液中的佳停留時(shí)間為 6h；
 
2)氯化鎂乙醇溶液的濃度越低，溶液中的終含水量越小，但濃度越高，吸附量越高；
 
3)溫度升高，吸附速率提高，但升高到一定溫度，吸附率不再明顯提高，佳溫度為 26 oC；
 
4)氯化鎂乙醇溶液，每 100g溶液加人 120g分子篩，吸附量大，吸附率可達(dá)76．5％。
 
實(shí)驗(yàn)研究分子篩的性能，并確定了分子篩的佳工藝條件，由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，分子篩停留6h可以除掉溶液里大約76．5％的水分，如果工藝允許長(zhǎng)時(shí)間停留，可停留 24h至 36h，脫水率可以達(dá)到 85％以上 。此方法相對(duì)溫和，能耗低，結(jié)合其他工藝可終達(dá)到脫去所有水，得到無水氯化鎂的目的。