六水合氯化镁

六水合氯化镁（MgCl2·6H2O）是一种无色或白色的结晶性固体，具有较高的水溶解度和吸湿性，加热时会失去结晶水，溶液呈中性至微碱性，广泛应用于制备无水氯化镁、工业干燥剂及作为食品添加剂和医疗用途的镁补充剂。在海水制盐及盐湖提钾过程中副产大量的六水合氯化镁（Mg Cl2·6H2O），其利用率不高，浪费资源，影响环境。同时Mg Cl2·6H2O具有成本低、毒性低、催化活性高等优点。但是，人们发现在水体系中实现Mg Cl2·6H2O的应用存在反应速率快、结晶度低、晶体形貌差而且伴随副反应产生、副产物生成等缺点。目前，对Mg Cl2·6H2O的开发利用拓展至非水体系，如合成含镁功能材料、络合脱水制备无水氯化镁、电沉积制备镁合金等。其中，使用镁盐在非水体系中制备镁基功能材料是实现镁资源高值化开发利用的重要途径，如合成生物陶瓷、生物涂层、催化剂载体等。六水合氯化镁模型的分子与电子结构的计算结果表明,与中心镁原子结合的6个水分子可分为3种,第一种结合较松弛,水分子游离在离中心Mg原子最远处,且与中心Mg原子的库仑力最小,第二种结合状态适中,最后一种两个水分子离中心Mg原子最近,且与中心Mg原子的库仑力最大。这一结论可以较好地解释它在脱水过程中,是分步地脱去所含的结晶水的。经过适当的加热,先失去两个结晶水,即计算中的H2O(6)和H2O(9),之后再失去两个结晶水,即H2O(1)和H20(7),最后两个结晶水较难以脱去,即H20(5)和H20(8),在较高温度及无保护气氛下,这两个结晶水脱除过程中可能会出现碱式氯化镁,氧化镁及其它形式的物质。

一种高效节能制备六水合氯化镁的方法，包括以下步骤：(a)将含有氯化镁的原料等温蒸发，然后固液分离得到滤液一和沉淀一；(b)将所述滤液一等温蒸发后固液分离得到沉淀二和滤液二；(c)向所述滤液二中加入氯化钙溶液混合搅拌除去溶液中的硫酸根,固液分离后得到石膏和滤液三；(d)将所述滤液三等温蒸发后固液分离得到光卤石和滤液四；(e)向所述滤液四中加入沉淀剂沉淀氯化镁然后固液分离得到沉淀三和滤液五；(f)六水氯化镁与沉淀剂结合的固体再经过高温干燥得到六水氯化镁和再生的沉淀剂；(g)再生的沉淀剂返回步骤(e)中循环使用；所述等温蒸发温度为35℃；所述沉淀剂为1,4-二氧己环；沉淀一为氯化钠,沉淀二为氯化钠和大量的钾盐镁矾KCl·MgSO-4·3H-2O,沉淀三为氯化镁与沉淀剂结合的固体MgCl-2·6H-2O·C-4H-8O-2。

六水合氯化镁在1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇6种多元醇中的溶解度，结果见表1，相应的溶解度随温度的变化见图。由图看出，Mg Cl2·6H2O在6种多元醇中的溶解度均随温度的升高而增加，其中在二缩三乙二醇中的溶解度随温度的变化较其他溶剂变化更为明显。Mg Cl2·6H2O在6种多元醇中的溶解度由大到小的顺序依次为一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、一缩二丙二醇。溶剂极性由大到小的顺序依次为1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、一缩二乙二醇。对比发现Mg Cl2·6H2O在6种多元醇中的溶解度由大到小的顺序与溶剂极性的大小顺序并不完全相符。通常情况下，当溶质和溶剂含有相同官能团时，越易相互溶解（“官能团溶解性”原则）[15],Mg Cl2·6H2O内含羟基（—OH），在实验的6种多元醇中均含有两个羟基，因此Mg Cl2·6H2O在所选取的多元醇中均具有良好的溶解性能。对于结构内羟基数目相同的溶剂，溶剂所含烷基会影响溶质的溶解性能，烷基（—CnH2n+1）是憎水基团[22]，即随着烷基数目的增加，Mg Cl2·6H2O的溶解性能逐渐降低，如1,3-丁二醇和1,2-丙二醇所含的烷基数少于一缩二丙二醇所含的烷基数，因此Mg Cl2·6H2O在1,3-丁二醇和1,2-丙二醇中的溶解度大于在一缩二丙二醇中的溶解度。对于一缩二乙二醇和二缩三乙二醇，影响Mg Cl2·6H2O溶解性能的因素还有分子的空间构型[23]，二缩三乙二醇分子链长于一缩二乙二醇，空间位阻更大，Mg Cl2·6H2O在一缩二乙二醇和二缩三乙二醇中的溶解性能受空间位阻的影响更大，即Mg Cl2·6H2O在一缩二乙二醇中的溶解度大于在二缩三乙二醇中的溶解度。