一種七水硫酸鎂的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，涉及一種七水硫酸鎂的制備方法，尤其是一種采用氯化鎂和硫酸鈉制取七水硫酸鎂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]七水硫酸鎂是一種重要的無(wú)機(jī)化工原料，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、食品、醫(yī)藥、紡織等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。目前，生產(chǎn)七水硫酸鎂的方法主要由以下幾種:
[0003]一、硫酸法:將含氧化鎂的礦石(白云石、菱鎂礦、蛇紋石)經(jīng)粉碎或其鍛燒粉(也可用氫氧化鎂或碳酸鎂)與硫酸按比例分別計(jì)量。在反應(yīng)罐中加入清水或洗水、母液，在攪拌下先徐徐加入礦粉，再加入硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)?？刂茲{液pH = 5，密度在1.370?1.384g/cm3，保溫80°C，料漿用葉片過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，清液打入結(jié)晶器，冷卻至30°C以下進(jìn)行離心分離(可在離心機(jī)中水洗)。將濕料送入振動(dòng)流化床于50?55°C干燥制得七水硫酸鎂。該法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較好，但成本較高，產(chǎn)品應(yīng)用于工業(yè)、飼料、食品等行業(yè)，若作為肥料使用，則基本沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]二、鹽湖苦齡去:鹽湖齒水屬Na+，Mg2+//CI , S042 —H20四元體系。生產(chǎn)芒硝后的母液 P (MgS04) = 150 ?200g/L，P (NaCl) = 65 ?80g/L，P (MgCl2) = 25 ?45g/L，通常稱為苦鹵。經(jīng)夏秋兩季自然蒸發(fā)，苦鹵濃縮后放入結(jié)晶池，至冬季鹵溫降至5?15°C時(shí)，開(kāi)始有七水硫酸鎂析出。排走上層母液即得粗制七水硫酸鎂。將粗制七水硫酸鎂加水于80?90°C下溶化為密度為1.370?1.384g/cm3的溶液，經(jīng)板框壓濾機(jī)除去殘?jiān)?，分離后進(jìn)行冷卻結(jié)晶，用三足式離心機(jī)分離后，于50?55°C溫度下干燥，即得七水硫酸鎂。由于該法采用天然資源自然結(jié)晶，又經(jīng)人工提純，產(chǎn)品質(zhì)量較好、成本較低；但是該方法的產(chǎn)量較低，周期長(zhǎng)。
[0005]三、苦鹵復(fù)曬法:海水鹽田苦鹵對(duì)氯化鈉是飽和的，對(duì)硫酸鎂是不飽和的，當(dāng)溫度降低到5°C時(shí)，便開(kāi)始有MgS04.7H20和NaCl —起析出。工業(yè)生產(chǎn)是先將苦鹵在復(fù)曬池中復(fù)曬到密度為1.260?1.296g/cm3析出NaCI，再將上部苦鹵排入鹵坑中，借助冬季氣溫下降，MgS04*7HZ0結(jié)晶析出，得到粗制七水硫酸鎂。產(chǎn)品雜鹽(NaCI)含量較高，質(zhì)量差，采用水洗法或重結(jié)晶法提純，可制得七水硫酸鎂，該法成本較高，不利于工業(yè)化大量生產(chǎn)。
[0006]四、高溫鹽溶浸法:海水日曬苦鹵，用兌鹵法蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)出高溫鹽，其組成為MgS04>30%，NaCl〈35%，MgCl2約為 7% , KC1 約為 0.5%0 用 MgCl 2(360 ?380g/L)和淡水1: 1混合，配制成含200g/L左右的MgCl2溶液在48°C左右溶浸。由于NaCl溶解很少而MgS04S解較多，保溫澄清后，溶浸液與未溶解的高溫鹽分離，在冷卻到10°C以下即可析出七水硫酸鎂。目前該方法的使用較少，主要是因?yàn)樵摲椒ǔ杀据^高。
[0007]硫酸鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)主要源自于硫酸處理菱鎂礦的硫酸法，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有七水硫酸鎂產(chǎn)品其產(chǎn)量的69%來(lái)自于硫酸法(硫酸處理菱鎂礦)；15%來(lái)自煙道氣脫硫等副產(chǎn)硫酸鎂；以海鹽副產(chǎn)物(海鹽苦鹵或高溫鹽)及鹽湖副產(chǎn)物(鹽湖苦鹵或?yàn)a利鹽礦)生產(chǎn)的七水硫酸鎂產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的15%。用硫酸法生產(chǎn)七水硫酸鎂或不同含水量的硫酸鎂產(chǎn)品，該生產(chǎn)的主要工藝過(guò)程為:菱鎂礦(碳酸鎂)經(jīng)過(guò)煅燒使菱鎂礦分解為氧化鎂、放出二氧化碳，氧化鎂在一定的溫度下用硫酸分解，使之轉(zhuǎn)化成硫酸鎂料漿，硫酸鎂料漿經(jīng)過(guò)濾除雜冷卻結(jié)晶析出七水硫酸鎂。生產(chǎn)過(guò)程中涉及菱鎂礦煅燒、硫酸分解氧化鎂、強(qiáng)制冷卻結(jié)晶等工藝過(guò)程。菱鎂礦煅燒過(guò)程能耗較高，會(huì)產(chǎn)生粉塵污染及二氧化碳大氣污染；酸解過(guò)程在一定的酸性條件下進(jìn)行，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，生產(chǎn)物料對(duì)環(huán)境和工人健康有影響。在生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)物料均為酸性物料，其產(chǎn)生的廢料也為酸性物料，經(jīng)處理后排放也會(huì)產(chǎn)生一定成本，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。其次，因?yàn)樵狭怄V礦伴生有白云石及其它雜質(zhì)，這些雜質(zhì)不能以產(chǎn)品狀態(tài)出現(xiàn)，在生產(chǎn)過(guò)程中基本以廢料形式被處理或遺棄，這對(duì)生產(chǎn)企業(yè)周圍環(huán)境也是一個(gè)極大的影響，處理這些廢料也會(huì)產(chǎn)生一些成本，這也將增加硫酸鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0008]此外，硫酸鎂是一個(gè)低價(jià)值產(chǎn)品，但是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面卻有著極其廣泛的應(yīng)用。由于國(guó)內(nèi)菱鎂礦儲(chǔ)量的85%分布在遼寧的海城及營(yíng)口一帶，其它省區(qū)分布較少，硫酸鎂產(chǎn)品主要產(chǎn)區(qū)也是分布在具有原材料的這些區(qū)域。將東北部和我國(guó)東部地區(qū)的硫酸鎂產(chǎn)品運(yùn)往西部地區(qū)，運(yùn)距較長(zhǎng)，運(yùn)輸費(fèi)用較大，其運(yùn)輸費(fèi)用或?qū)⒋笥谄洚a(chǎn)品的本身價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種七水硫酸鎂的制備方法，以解決現(xiàn)有的方法中生產(chǎn)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、環(huán)境污染嚴(yán)重、廢棄副產(chǎn)物多的問(wèn)題；并且該方法中的原料資源分布廣，極易獲得，降低了硫酸鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0011 ] 一種七水硫酸鎂的制備方法，該方法包括步驟:A、將硫酸鈉、氯化鎂和淡水按照重量比為1: (3?6): (1.5?3.5)的比例混合配料進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化反應(yīng)，獲得料漿I ;其中，所述硫酸鈉為元明粉或芒硝，所述氯化鎂為水氯鎂石(MgCl2*6H20)或老鹵(氯化鎂飽和液)；B、將所述料漿I保溫沉降，然后進(jìn)行固液分離，獲得液相的母液I ;C、將所述母液I冷卻至10?15°c進(jìn)行低溫冷結(jié)晶，然后進(jìn)行固液分離，獲得固相的粗制七水硫酸鎂，獲得液相的母液II ;D、將所述粗制七水硫酸鎂與母液II和淡水按照重量比為1:(0.2?0.6):(0.2?
0.6)的比例進(jìn)行調(diào)漿洗滌得到料漿II，將所述料漿II進(jìn)行固液分離，獲得固相的精制七水硫酸鎂濕產(chǎn)品；E、將精制七水硫酸鎂濕產(chǎn)品干燥，得到所述七水硫酸鎂。
[0012]優(yōu)選地，步驟A中，將硫酸鈉、氯化鎂和淡水按比例混合后，裝入常壓反應(yīng)器內(nèi)在40?70°C的溫度下進(jìn)行分解轉(zhuǎn)化反應(yīng)，分解轉(zhuǎn)化反應(yīng)的時(shí)間為0.5?2.0小時(shí)。
[0013]優(yōu)選地，步驟B中，將所述料漿I在60?70°C的溫度下保溫沉降。
[0014]優(yōu)選地，將步驟B中固液分離獲得的固相與淡水按照重量比為1:0.5?1.0的比例進(jìn)行洗滌，然后過(guò)濾分離，得到的固相氯化鈉作為工業(yè)鹽使用，得到液相的洗滌液I加入到步驟A中的混合配料中。
[0015]優(yōu)選地，步驟C中，所述母液I通過(guò)自然冷卻或強(qiáng)制冷卻至10?15°C進(jìn)行低溫冷結(jié)晶。
[0016]優(yōu)選地，將所述母液II通過(guò)放置于鹽田自然蒸發(fā)或強(qiáng)制蒸發(fā)進(jìn)一步回收粗制七水硫酸鎂，蒸發(fā)后的蒸發(fā)母液加入到步驟A中的混合配料中。
[0017]優(yōu)選地，步驟D中，進(jìn)行調(diào)漿洗滌時(shí)控制料漿溫度為10?25°C，洗滌時(shí)間為0.5?1.0小時(shí)。
[0018]優(yōu)選地，步驟D中，將所述料漿II進(jìn)行固液分離后獲得液相的母液III ;所述母液III的一部分用于代替步驟D中的母液II進(jìn)行調(diào)漿洗滌，另一部分通過(guò)放置于鹽田自然蒸發(fā)或強(qiáng)制蒸發(fā)進(jìn)一步回收粗制七水硫酸鎂，蒸發(fā)后的蒸發(fā)母液加入到步驟A中的混合配料中。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的七水硫酸鎂的制備方法，主要采用氯化鎂和硫酸鈉為原料制取七水硫酸鎂，其工藝過(guò)程中對(duì)設(shè)備腐蝕小、對(duì)環(huán)境污染也較低；工藝過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物也可以循環(huán)使用，廢棄物少。
[0020]其所用的原料中，硫酸鈉可以是無(wú)水芒硝(元明粉)或含水芒硝；氯化鎂為鹽湖鎂鹽，可以是水氯鎂石(MgCl2*6H20)或老鹵(氯化鎂飽和液)。我國(guó)有豐富的芒硝資源，芒硝礦產(chǎn)資源分布廣泛、儲(chǔ)量豐富，已探明的保有儲(chǔ)量約178億t，如果將已普查或詳查而未統(tǒng)計(jì)的也計(jì)算在內(nèi)，預(yù)計(jì)中國(guó)芒硝類礦產(chǎn)硫酸鈉資源總量將達(dá)到300億t，居世界首位。中國(guó)的芒硝礦分布在14個(gè)省、自治區(qū)，鹽湖型芒硝礦主要分布在新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙、山西5省區(qū)，鈣芒硝礦主要分布在四川、湖南、青海、云南、湖北5省，地下芒硝礦主要分布在江蘇省。我國(guó)的鹽湖鎂鹽資源主要分布在青海柴達(dá)木盆地的察爾汗鹽湖、西藏鹽湖及新疆羅布泊鹽湖。柴達(dá)木盆地的鎂鹽儲(chǔ)量占全國(guó)已查明鎂鹽儲(chǔ)量的90%以上，目前柴達(dá)木盆地已查明的鎂鹽儲(chǔ)量在60億噸以上。因此，相對(duì)于硫酸法中采用菱鎂礦，本發(fā)明的制備方法所用的原料更加廣泛，特別是針對(duì)中國(guó)西部地區(qū)，其豐富的芒硝資源及鎂鹽資源，可以為以氯化鎂和硫酸鈉資源為原料生產(chǎn)七水硫酸鎂及其系列產(chǎn)品提供豐富的原料，利用氯化鎂和芒硝資源在西部生產(chǎn)硫酸鎂肥及其系列產(chǎn)品，供西部地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用，將極大地降低銷售運(yùn)輸成本。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】提供的硫酸鉀的七水硫酸鎂的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。這些優(yōu)選實(shí)施方式的示例在附圖中進(jìn)行了例示。附圖中所示和根據(jù)附