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1.1 碳酸鎂的性質及其制備方法
1.1.1 碳酸鎂的性質
碳酸鎂(xMGCO3.yMG(OH)2zH2O)是一種白色的單晶晶體或無定形粉末,微溶于水,溶于铵鹽溶液,與酸、熱水發生化學反應,煅燒出優質碳酸鎂前驅體,可得到高純度的氧化鎂。
碳酸鎂與酸化學方程式反應:
MgCO3 + 2H+ = Mg2+ + H2O + CO2↑
碳酸鎂與熱水化學方程式反應:
MgCO3 + H2O = Mg(OH)2 + CO2↑
碳酸鎂煅燒化學方程式:
MgCO3 = MgO + CO2↑
1.1.2 碳酸鎂的分類及應用
碳酸鎂在化工行業應用廣泛,生産碳酸鎂的生産原理和生産工藝不同,具有不同的産品品質和用途,根據純度組成和用途劃分藥用碳酸鎂(重質碳酸鎂)、食品級堿性碳酸鎂、輕質碳酸鎂。
(i) 藥用碳酸鎂(藥用碳酸鎂)
用于醫藥用途的碳酸鎂是重質碳酸鎂(CAS:13717-00-5),其體積相對較小,更容易調整成粉末,在醫學領域常用于制備耐酸物質和胃酸藥物,臨床上用于治療胃病和十二指腸潰瘍。此外——一些先進的玻璃制品、氧化鎂、化妝品、牙膏、耐火塗料等方面都有比較廣泛的應用。
(二)輕質碳酸鎂
輕質碳酸鎂(輕質)的外觀是白色粉末,是工業中優良的橡膠增強劑和填料,而輕質碳酸鎂不易燃燒,密度相對較低,幾乎在所有社會經濟領域(如國防,冶金,電子等)都用作耐熱絕緣或耐火材料。但是,當它在電子工業中的應用時,還必須具有良好的實體性能,其粒徑分散要适當,純度、活性需要高,在原料制備、制備、預施處理時必須經過嚴格的處理,這樣才能保證其均勻地分散在電子媒體中。最後,有必要引入透明輕質碳酸鎂,将其混合在白色橡膠中以跳躍橡膠制品的透明度,以10/37來增強橡膠制品的韌性和耐磨性。
(三)食品級堿性碳酸鎂
食品級堿性碳酸鎂的相對分子量為458.81,是一種白色松散的團聚粉末,在食品工業中主要用作添加劑或改良劑,是以必須保證其純度以確定食品安全,特别是在制備過程中重金屬鐵,鉛,錳,砷,钯等殘留物必須小于1 ppm。如果将碳酸鎂添加到面粉中,它可以增加面粉的白度,并且可以被認為是一種增白劑。碳酸鎂也可以用作某些食物的堿性劑或添加到牙膏和陶瓷等日化化學品中。
1.1.3 碳酸鎂經典制備方法
值得一提的是,碳酸鎂由于其原料來源相對複雜,其生産工藝多樣化,不溶性固體二氧化碳(CO2)的碳化法、可溶性原料碳酸鹽的共沉澱法和水熱合成法是制備碳酸鎂晶體的基本核心工藝。具體而言,有鎂礦石碳化法、碳白雲石法、鹵水蘇打法、鹵水碳法、硫酸鎂蘇打法、過氧化氫持續碳化法和循環voool法。
本文将在下面簡要介紹。
(1)碳化法
含有不同組分化學元素的電解質物質溶解在溶劑中,使它們以離子或電解質的形式存在于給定的溶劑中。向該混合溶液中加入一定量的合适且必要的添加劑,然後進入過量的二氧化碳(CO2)氣體中,經過一定時間後反應後将反應産物熱解過濾,然後将水解得到的固體産物幹燥或煅燒,制備高純材料的方法稱為碳化法。碳酸鎂在法制碳化包括白雲石碳化、鹽水-白雲石(石灰石)碳化、鎂礦石碳化。
CarMg(CO,白雲石)是無色/白色碳酸鎂和碳酸鈣結合的三元結晶礦産資源,如果含有鐵(Fe),錳(Mn)和鉛(Pb)等元素,則會略微着色,不同,白雲石不溶于無機溶劑水中,相對于摩爾品質184.399g/mol,700C-1100C可煅燒分解成氧化鎂(MgO)和氧化鈣(CaO), 當煅燒溫度大于1600°C時,産生方解石和a-CaO,該産品的結構緻密,具有很高的耐火性。
白雲石碳化方法是将白雲石粉碎至粒徑标準(50-80mm),并按照無煙煤的比例工藝均勻混合,放入煅燒窯中按700C 1100C将混合料煅燒成白雲灰。煅燒過程反應的化學方程式:
鎂钴·CaCO3 = 氧化鎂·鈣 + 2CO2↑
控制煅燒窯中的二氧化碳含量(35%-40%),将白雲灰放入含有廢鎂水的消化池中,消化成細光乳液。
消化過程反應的化學方程式:
鎂·CaO、2H2O、Mg(OH)2、Ca(OH)2窯瓦斯經淨化、除塵、冷卻、壓縮用細灰牛奶碳酸化使用,經加壓過濾、熱合成分解、重壓過濾、吹幹、粉碎、打漿箱等,最終生産的目标産品為輕質碳酸鎂待售。
碳酸化過程反應的化學方程式:
Ca(OH)2 + Mg(OH)2 + 3CO2= Mg(HCO3)2+ CaCO3↓ + H2O
熱解工藝反應化學方程式:
鎂(HCO3)2 + 2H2O = 鎂钴·3HO↓ + 二氧化碳↑
煅燒過程反應的化學方程式:
5毫克二氧化碳·3H2O = 4毫克二氧化碳·鎂(OH)·4H2O + 10H2O +CO2↑
白雲石碳化工藝
白雲石(Ca. Mg (CO3)2,白雲石),石灰石的一種鹵素碳化方法是将白雲石、石灰石煅燒,水消化成乳灰,然後加入到鹽水中生成氫氧化鎂(Mg(OH)2)沉澱再加入水乳化,碳化機34C碳化,固液分離重質鎂水(碳酸氫鎂-Mg(HCO)2)和碳酸鎂鈣, 熱解、洗滌、幹燥輕質碳酸鎂。該方法不同于引入硫酸鎂或氯化鎂,在引入硫酸鎂或碳酸鎂消化後産生Mg(OH)2沉澱,使用白雲灰可以提高輕質碳酸鎂的收率。
煅燒工藝原理的化學方程式:
鎂钴·CaCO3 = 氧化鎂·鈣 + 二氧化碳↑
CaCO3 = CaO + CO2↑
氯化鈣 + 2H2O= 鎂(OH)2 + Ca(OH)2
MgCl2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaCl2
鎂(OH)2+ 氯化鈣(OH)2+ 3CO2= 鎂(HCO3)2+ 氯化碳↓+H2O
鎂(HCO3)2+ 2H2O = 鎂CO33H2O + CO2↑
5MgCO·3H2O=4MgCO.mg(OH).4H20+ 10H2O+CO2↑
白雲石(CaMg(CO3)2,白雲石石灰石一鹵素碳化流程圖
鎂砂礦炭化法是以鎂砂礦為原料,按10∶1與無煙煤混合均勻,經800"C-10000煅燒分解進入煅燒窯。
鍛造工藝原理的化學方程式:
MgCO3= MgO + CO2↑
冷卻後,粉碎并加入一定量的蒸餾水以消化氫氧化鎂乳液。
消化過程原理的化學方程式:
鎂 + H2O = 鎂(OH)2↓
然後将無聊物輸送到碳酸化塔進行碳酸化,然後脫水,過濾,解凍和幹燥,以與輕質碳酸鎂一起出售。
碳化物工藝原理的化學方程式:
Mg(OH)2+ 2CO2=Mg(HCO3)2
熱化學過程原理的化學方程式:
鎂(HCO3)2+ 2H2O=MgCO3·3H2O↓+CO2↑
MgCO3·3H2O=4MgCO3·鎂(OH),4H2O,1OH2O,CO2,鎂鎂碳化物工藝流程圖
這種方法與白雲石的碳化工藝幾乎相同,但鎂礦的相對鈣含量較低,省去了建立回收含鎂碳酸鈣系統裝置的需要,輕質碳酸鎂産品的品質會更好,這種方法生産的輕質碳酸鎂産品可以相對降低成本。
(2)共沉澱法
共沉澱發是将不同組分的相關原料放入溶劑中更均勻地混合成均質溶液,在這種均質混合物中加入适量的沉澱劑,使目标産品沉澱,再經過過濾後的沉澱物分離幹法煅燒高純度産品的過程。優點是易于制備強度小、均質性好的産品,将組分混合成均質溶液後直接得到高純度的粉末,工藝簡單。
鹵素碳酸鹽法是共沉澱法的典型工藝之一,将鹵水和碳酸鹽按照固定比例混合均勻,保持設定溫度攪拌10min,直至沉澱反應結束,過濾或離心、幹燥、粉碎後制得碳酸氫鎂産品。
5Mg2+ +10HCO3 = 4MgCO·鎂(OH)2·4H2O +6CO2↑
(3)水熱合成法
水熱合成(溶劑熱反應)是指在以燕子餾分水為反應溶劑的氣密容器(如高壓釜)中,在設定溫度(99C-999C)和壓力(IMPa-999MPa)條件下,在一定溫度固定壓力條件下進行的化學工藝制備過程。其中,水熱沉澱反應、水熱水溶液反應、水熱結晶反應、水熱氧化(氧化)反應、水熱還原(Reduce)反應、水熱合成反應統稱為水熱反應。我們都知道,在熱水中,原料的溶解度普遍提高,水加熱法易制備缺陷少,産品性能優異。水熱法與沉澱法在一定程度上有許多相似之處。
(4)铵鹽循環法
自20世紀90年代以來,許多學者發表了關于控制碳酸鎂的微觀結構方法的報告。例如,大連理工大學的田鵬甯桂玲,2"棒狀/針狀、玫瑰形和塊狀碳酸鎂的制備,用于中空納米材料的成型制備。Kelil2以碳酸氫鎂(Mg(HCO3)2)為鎂和碳的來源,通過添加不同量的氫氧化鈉沉澱劑,以不同微觀結構的"屋卡"形式合成碳酸鎂的中空分級結構。陳繼平123)等是以賣鎂酸(Mg(NO3)2)為源,以碳酸鉀(K2CO3)為碳源,通過研究探索反應溫度、pH值、攪拌速率和攪拌時間等條件對碳酸鎂晶體的微觀結構。雖然相關學者取得了一些成果,但現有的研究過程基本上處于實驗室合成初級小測試階段,制備過程中往往存在嚴重的浪費,成本相對較高的缺陷,并會造成一個集污染的環境,不符合國家倡導的低碳經濟。到目前為止,化工行業較為成熟的工藝是铵鹽循環法24,該方法采用天然固體鎂源礦制備碳酸鎂,這一工藝在一定程度上顯著節約了大量的沉澱劑,可算作一種相對綠色、低碳經濟的方法,但這種方法不易控制碳酸鎂晶體的微觀外觀。
铵鹽循環法是一種生産優質輕質碳酸鎂晶體的方法,用于從天然固體鎂源合成輕質碳酸鎂晶體。破碎後的礦石900C煅燒後會将氧化鎂,煅燒後的氧化鎂會轉化為铵鹽溶液,生成可溶性鎂鹽(Mg2加)和氨氣(NH3),氨通過碳化物爐煉成碳酸氫铵、可溶性鎂鹽和碳酸氫铵混合,生産碳酸鎂和铵鹽(NH),這一工藝實作了副産物铵鹽的循環利用, 減少不必要的浪費,實作綠色化工經濟。
MgCO3 = MgO + CO2↑/ Mg(0H)2 = MgO + CO2↑
氧化鎂 + 2NH+= 鎂2+ + H2O + 2NH3↑
NH3+ H2O + CO2 = NH4HCO3
Mg2+ + 2NH4HCO3 + 2H2O = MgCO3·H2O↓ + 2NH4+ +二氧化碳↑
5MgCO3·3H2O=4MgCO3·鎂(OH)2·氫氧化钴 +10°C+ 二氧化碳↑
苦土的複構方法
苦土的重構方法要求将苦土粉在硫酸溶液中酸化,然後用過濾水洗滌制成硫酸鎂(MgSO4)溶液,将硫酸鎂溶液與碳酸鈉(Na2CO3)溶液或碳酸氫鹽(NH4HCO3)溶液進行簡單的重構反應,最後通過加熱溶液的過程, 過濾分離,幹燥生成碳酸鎂晶體。
硫酸鹽化學反應方程的解:
鎂 + H2SO4 = MgSO4 + H2O
複雜分解過程化學反應方程式:
MgSO4 + 2NH4HCO3 = Mg(HCO3)2 +(NH4)2SO4
鎂(HCO3)2 + 2H2O = 鎂CO3·3H2O↓ + CO2↑
熱解工藝化學反應方程式:
5MgCO3·3H2 = 4MgCO·鎂(OH)·4H2O + 1OH2O + CO2↑
1.1.4 研究的内容和意義
鎂作為地球上最豐富的金屬元素之一,随着鎂鹽産品的不斷發展和利用,将為全球經濟的改善和全人類的生活水準做出巨大貢獻。目前,開發固體鎂源儲存在地球上的原因——環境污染和資源浪費,世界各地區都在重視液态鎂資源的開發利用。21世紀最缺乏的是資源,如何有效高效地開發和利用所儲存的相對豐富的資源,是世界各國的主要研究方向。
碳酸鎂是鎂鹽系列中重要的無機化工産品之一,具有廣泛的直接應用價值,也是鎂制備其他鎂鹽系列的重要來源。納米材料在當今社會應用廣泛,傳統納米材料很難控制其形狀、大小和空心結構。為了克服噴霧幹燥和氣泡法制制備中空納米材料單球形,相關學者建立了制備中空納米材料的模闆法律體系。但是,傳統的無路犧牲模闆法需要消耗大量的模闆,成本比較高,造成一定的資源浪費。由于我國鎂資源相對豐富(NO.1),價格相對較低,如果碳酸鎂代替傳統的模闆和犧牲模闆,将降低一定的生産成本。
基于碳酸鎂在經濟社會上的廣泛應用及其在納米材料制備中的可能模闆化應用,驗證了不同反應條件對晶體形貌、碳鎂大小等微觀結構的機理,探讨了制備某些形式産品的最佳條件。
第2章 碳酸鎂的應用
<h1級"pgc-h-arrow-right">2.1碳酸鎂作為藥物使用說明</h1>
<碳酸鎂的藥理作用和用量>2.1.1>h1級。"pgc-h-右箭頭</h1>
碳酸鎂是一種抗酸劑。口服後,氯化鎂和二氧化碳由鹽酸在胃中産生,鹽酸中和酸,酸比氧化鎂弱,具有輕微的瀉藥作用。口服:每次0.5-1克,每日3次。
<2.1.2碳酸鎂>h1類"pgc-h-right-arrow"的禁忌症和不良反應</h1>
禁止對碳酸鎂過敏的人使用。不良反應:腹瀉、腹脹、脹氣等
<h1級"pgc-h-arrow-right"> 2.1.3适應症狀</h1>
慢性胃炎,與胃酸相關的胃部不适症狀,如胃痛,胃灼熱等
< h1級"pgc-h-right-arrow"> 2.1.4注意事項</h1>
碳酸鎂是國家非處方藥。預防措施尚不清楚。它具有輕度腹瀉的作用,能産生CO2氣體,對患有嚴重潰瘍病的患者要謹慎。禁止使用酸性藥物
< h1級"pgc-h-right-arrow"> 2.1.5 專家評論</h1>
碳酸鎂作為抗酸劑。口服後,氯化鎂和二氧化碳由鹽酸在胃中産生,鹽酸中和酸,酸比氧化鎂弱,具有輕微的瀉藥作用。不良反應可能包括腹瀉、腹脹和軀幹。是該國的非處方藥,禁忌與酸性毒品。
2.2 碳酸鎂鋁咀嚼片
2.1.1 碳酸鎂簡介
中文名稱: 水滑石
化學文摘社編号: 12304-65-3
分子 CH24AL2Mg6O23
分子量:603.98
密度:2.0克/毫升1毫升
< h1類"pgc-h-右箭頭"> 2.1.2藥理作用</h1>
藥理作用碳酸鎂鋁商品名大溪、海天堿性碳酸鋁鎂,是氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鎂和水的化合物,其有效成分是水合碳酸氫鎂鋁,具有獨特的分層網絡結構,不僅直接中和胃酸,可逆結合胃蛋白酶,而且在酸性環境中與膽汁酸結合, 抑制卵磷脂的活化,咀嚼後吸附在薄膜表面可迅速緩解症狀。本品具有溫和的效果,可避免高pH值引起的胃酸分泌增加。此外,持久的效果是本品的另一個特點,在相同條件下,本品的效果持續時間是碳酸氫鈉的6倍。咀嚼本品可有效解決膽汁反流問題,同時中和胃酸和胃蛋白酶,可消除混合反流對食道膜的損傷作用。
1.中和胃酸。本品能維持胃液pH值在3~5之間,中和99%的胃酸,使80%的胃蛋白酶失活,抗酸作用迅速、溫和、持久。
保護胃粘膜。本品可增加前列腺素E2的合成,增強胃粘膜屏障。它還可以促進胃粘膜中表皮生長因子的釋放,增加粘液下層疏水層中磷脂的含量,并防止H-抗滲透對胃粘膜的損害。
3.本品能吸附與胃蛋白酶結合,直接抑制其活性,有利于潰瘍表面。修複也可以與膽汁酸和吸附溶血磷脂酰膽堿相結合,防止這些物質損害和損害胃粘膜。動物實驗表明,本品能抑制組胺、膽汁酸和鹽酸誘發的胃潰瘍;也因為本品中含有鋁、鎂兩種金屬離子,抵消了便秘和腹瀉的不良反應。
對于急慢性胃炎、十二指腸結腸炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍,可緩解胃酸過度胃灼熱、胃酸、惡心、嘔吐、腹脹等症狀。
2.用于反流食管發炎和膽汁反流。
3.用于預防非甾體類藥物的胃粘膜損傷。
<h1類"pgc-h-箭右">2.1.4不良反應</h1>
禁止對藥物過敏,高鎂血症,胃酸缺乏,結腸切除術,腸胃囊腫,低磷血症,不明原因的胃腸道出血,闌尾炎,潰瘍性結腸炎,憩室炎,慢性腹瀉,腸梗阻的禁忌證據。
2.對于胃腸道蠕動功能障礙,嚴重心腎功能不全和高鈣血症,請謹慎使用。
<2.1.5藥物>h1類"pgc-h-right-arrow"的互相作用</h1>
1.本品可影響或幹擾抗凝劑、H2受體阻滞劑、替替瓦林、鵝脫氧膽酸等的吸收,是以兩者必須相隔1~2小。時間。
2.含鋁鎂的抗酸劑可降低阿奇黴素、頭孢菌素、頭孢菌素、酮康唑、阿紮那維、喹諾酮類、乙酰醇、氯喹、異煙肼、依巴諾酸等藥物的吸收,應間隔1~4小時服用。
3.含鋁、鎂的抗酸劑應避免與黴酸、氯法鋅、左甲狀腺素等藥物聯合使用,因為它們可以降低血液的濃度。
4.抗酸藥可增加胃的pH值,阻礙蘭索唑顆粒的溶解,導緻其生物利用降低,是以抗酸藥應比蘭索拉唑早至少1小時服用。5.抗酸劑(特别是含有鎂的抗酸劑)會降低米索前列醇的生物利用度,增加後者的不良反應。聯合使用時,注意監測米索前列醇引起的腹瀉症狀,嚴重病例需要停用抗酸劑和/或減少米索前列醇劑量。
6.含鎂抗酸劑可促進Gleben的吸收,引起低血糖,是以不适合使用。
7.含鎂的抗酸和骨三醇可導緻高鎂血症,是以不适合使用。
8.當含鋁抗酸劑與維生素D3聯合使用時,它們會導緻鋁的吸收增加,血藥濃度增加和鋁中毒,是以不宜将兩種藥物聯合使用(特别是對于腎功能受損的人)。
9.含有鋁、鈣或鎂的抗酸劑,與聚磺酰苯乙烯合用,可導緻血清二氧化碳濃度較高,容易引起代謝堿中毒,是以兩種藥物之間盡可能間隔時間,或考慮直腸給予聚磺胺苯乙烯。
10.含鎂抗酸劑的量足量可導緻尿pH值顯著升高,促進奎甯的重吸收,可能引發中毒反應(室心律失常、低血壓、心力衰竭增加),故不适合使用。
11.含有鋁,鈣或鎂的抗酸可以顯着增加尿液的pH值,導緻腎清除率增加和水楊酸(例如阿司匹林)的功效降低。配用時需監測水楊酸的治療效果,停用抗酸藥物後應檢測水楊酸的毒性反應,并适量調整其劑量
12.脫羟基球素咀嚼片或分散片和小兒口服溶液由于含有提高胃腸道pH值的緩沖液,是以當與含有鋁或鎂的抗酸劑合用時,抗酸作用引起的不良反應會增加,應避免。
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