Hebei Messi Biology Co., Ltd. weist darauf hin, dass es drei Hauptarten von Sole gibt: Sole, die als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Salz, Brom und Kalium aus Meerwasser anfällt; konzentrierte Sole, die nach der Salz- und Kaliumgewinnung aus Salzseen zurückbleibt; sowie unterirdische Sole. Bei allen handelt es sich um wässrige Lösungen, die hauptsächlich aus Magnesiumchlorid bestehen und bisweilen unterschiedliche Mengen an Magnesiumsulfat enthalten. In Regionen mit Sepiolith- oder Serpentin-Vorkommen können auch lösliche Magnesiumsalze, die bei der tiefgehenden Verarbeitung dieser Mineralien entstehen – wie etwa die bei der Säurelaugung von Sepiolith zur Herstellung von faserigem Kieselgel anfallende Magnesiumchloridlösung –, zur Fällung von Magnesiumhydroxid genutzt werden. Nach einer einfachen Reinigung wird die Sole mit einem Fällungsmittel (Ammoniak oder Kalk – speziell Calciumoxid oder gebrannter Dolomit) versetzt, um einen Magnesiumhydroxid-Niederschlag zu bilden; dieser wird anschließend filtriert und gewaschen, wodurch ein Magnesiumhydroxid-Filterkuchen gewonnen wird. Bei der Zugabe von Ammoniakgas, wässrigem Ammoniak oder Kalkmilch bildet sich zunächst basisches Magnesiumchlorid; durch weitere Zugabe wandelt sich dieses in Magnesiumhydroxid um.
Meerwasser und Sole sind unverzichtbare Rohstoffe für die weltweite Herstellung magnesiumbasierter Produkte. In der Praxis führt die Nichteinhaltung bestimmter Bedingungen jedoch dazu, dass Magnesiumhydroxid als feine Kristalle ausfällt, die sich nur schwer absetzen, filtrieren und waschen lassen, was eine geringe Produktreinheit und einen hohen Gehalt an Verunreinigungen zur Folge hat. Obwohl das Grundprinzip der Magnesiumhydroxid-Herstellung einfach ist, erfordert die Fertigung eines hochwertigen Produkts somit einen komplexen Prozess.
Die Steuerung der Fällungsbedingungen hat den größten Einfluss auf die nachfolgenden Verarbeitungsschritte und die gesamte betriebliche Durchführbarkeit. Ungünstige Fällungsbedingungen erschweren nicht nur die nachgelagerten Prozesse, sondern beeinträchtigen auch die Produktreinheit. So beeinflussen beispielsweise beim Kalkverfahren Faktoren wie der Grad der Kalkhydratisierung und die Dosierung sowohl die Produktreinheit als auch die Filtrations- und Wascheigenschaften maßgeblich. Beim Sole-Ammoniak-Verfahren haben die Geschwindigkeit der Ammoniakzugabe und die Reaktionszeit entscheidenden Einfluss auf die Effizienz von Filtration und Waschung. Hebei Messi Biology Co., Ltd. beschreibt das Verfahren zur Herstellung von Magnesiumhydroxid mittels Sole-(Meerwasser)-Ammoniak-(Kalk)-Fällung wie folgt:
Zunächst wird die konzentrierte Sole gereinigt, um Schlamm und organische Rückstände zu entfernen; anschließend wird sie auf eine MgCl₂-Konzentration von etwa 1 mol/l verdünnt und in einen Fällungsbehälter gepumpt. Unabhängig davon wird Kalk gelöscht und gesiebt, um Verunreinigungen zu entfernen; dabei entsteht Kalkmilch, die anschließend in den Fällungsreaktor gepumpt wird, um eine Neutralisationsreaktion einzuleiten. Zunächst bildet sich basisches Magnesiumchlorid; durch weitere Zugabe von Kalkmilch entsteht Magnesiumhydroxid. Zur gezielten Herstellung von basischem Magnesiumchlorid müssen die Reaktionsparameter wie folgt eingestellt werden: ein Molverhältnis von [OH⁻]/[Mg²⁺] zwischen 0,5 und 0,9, eine MgCl₂-Konzentration in der Sole von 1,5 bis 3,9 mol/l, eine Reaktionstemperatur von 10 bis 50 °C sowie eine Reaktionszeit von 3 bis 60 Minuten.
Bei Verwendung von gelöschtem Kalk, gebranntem Dolomit oder Ammoniakgas als Fällungsmittel sollte die MgCl₂-Konzentration in der Sole im Allgemeinen 1,5 mol/l nicht überschreiten (wird hingegen wässriges Ammoniak verwendet, sollte die Konzentration in der Sole über 2 mol/l liegen). Beim Einsatz von Kalk ist darauf zu achten, übermäßige Konzentrationen oder Dosierungen zu vermeiden, da dies zu einem Calciumüberschuss führt und die Reinheit des Magnesiumhydroxids verringert; es muss zudem vollständig gebrannter und gut gelöschter Kalk oder Dolomit verwendet werden. Nach Abschluss der Reaktion kann die Systemtemperatur erhöht und für eine gewisse Zeit zur „Alterung“ (Reifung) gehalten werden. Dies fördert eine bessere Kristallisation des Magnesiumhydroxids oder destabilisiert Magnesiumhydroxid-Sole, wodurch die Filtration erleichtert wird.
Das gealterte Gemisch wird zur Fest-Flüssig-Trennung in eine Plattenfilterpresse geleitet (alternativ ist eine Vakuumfiltration möglich). Je nach Verwendungszweck und Transportanforderungen kann das Magnesiumhydroxid entweder zu Pulver oder zu einer halbfesten Paste weiterverarbeitet werden. Die Paste enthält etwa 40 bis 50 % Magnesiumhydroxid und kann direkt für die Rauchgasentschwefelung oder Abwasserbehandlung eingesetzt werden. Obwohl der Transport dieser Pastenform etwas aufwendiger ist, bietet sie Vorteile bei der Anwendung und macht Trocknung sowie Pulverisierung überflüssig, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden.