CN102030350B - 一种以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于盐化工技术领域,提供了一种以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法。制备步骤如下:1)以盐湖氯化镁卤水为原料,加入硫酸,搅拌反应,得到含水七水硫酸镁,同时得到副产物盐酸;2)固液分离,固相在280~500℃下脱水,得到无水硫酸镁粗品,所得液相返回搅拌反应容器中;3)重结晶,将无水硫酸镁粗品进行重结晶,得到纯品七水硫酸镁,纯度大于99%,得到的液相为硫酸镁重结晶母液,返回步骤(3),同时得到副产物硫酸钙。本发明方法简单,工艺流程短,设备简单,反应条件易于控制,产品质量好,副产物可以回收或循环利用,不会对环境造成污染,生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于盐化工技术领域,利用盐湖氯化镁卤水制取七水硫酸镁的方法。
背景技术
七水硫酸镁是一种重要的无机化工原料,在农业、工业、食品、医药、纺织等领域都具有广泛的应用。
七水硫酸镁主要从矿石和卤水中制得。从矿石中制取硫酸镁是将含氧化镁的矿石(白云石、菱镁矿、蛇纹石)经粉碎或其煅烧粉与硫酸按比例反应。在反应罐中加入清水或洗水、母液,在搅拌后,依次加入矿粉和硫酸,进行酸解反应,控制浆液pH=5,密度1.370~1.384g/cm3,保温80℃。经叶片过滤机过滤,清液打入结晶器,冷却至30℃以下进行离心分离,将湿料送入振动流化床于50~55℃干燥得七水硫酸镁。该法流程长,成本高,环境污染严重,而且菱镁矿资源有限,不利于大规模连续生产七水硫酸镁。
我国有丰富的盐湖卤水资源,利用盐湖卤水生产硫酸镁既可以解决原料不足的问题,又可以解决盐湖“镁害”的生态环境问题。
赵宝银介绍了盐湖卤水制取七水硫酸镁的两种方法:常温结晶法冷和冻结晶法。常温结晶法是根据卤水温度在10-15℃时,结晶七水硫酸镁,在春末夏初由于风大促进蒸发,经过3-5月份的蒸发即达到饱和,结晶完毕后,可把母液放走,再灌进储存的硫酸镁型卤水,使结晶池中再增加一层七水硫酸镁的结晶;冷冻法是利用卤水在0-5℃时结晶七水硫酸镁,在冬初及冬至之前最好,若在寒冬腊月就会有部分水硝结晶出来。但这两种方法制得的七水硫酸镁纯度较低,含杂质较高。
上述两种天然结晶方法受气候影响较大,只能利用自然条件而不易于控制,产品质量受到影响,而且排放出的母液容易造成环境污染。
周桓的专利(CN200810054198.6)公开了用卤水生产氯化钠及七水硫酸镁的方法,通过减压沸腾蒸发,固液分离、冷却结晶、重结晶等操作得到七水硫酸镁。该方法需要减压装置,反应条件不易控制,生产硫酸镁成本较高。
张荣阳的专利(CN200710159332.4)公开了将含亚硫酸镁固体进行氧化处理后获得含硫酸镁溶液,生产大颗粒七水硫酸镁和一水硫酸镁的方法,包括高温氧化亚硫酸镁、加酸调节pH值、溶液过滤、负压蒸发、高温压热或加晶种冷却生产七水硫酸镁。该方法工艺流程较长,反应条件不易控制。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的生产七水硫酸镁流程长、成本高、反应条件不易控制、环境污染严重、产品纯度低,含杂质高等问题。
一种利用盐湖氯化镁卤水生产七水硫酸镁的方法,包括如下步骤:
(1)以盐湖饱和氯化镁卤水为原料,加入硫酸,搅拌反应,同时得到副产物盐酸。卤水与硫酸的反应方程式为:
(2)将步骤(1)所得产物进行固液分离,液相主要是含硫酸根离子的酸性滤液,向其加入固体六水氯化镁及硫酸,返回步骤(1),得到的固相是七水硫酸镁粗品。
(3)将所述步骤(2)得到的七水硫酸镁粗品在280~500℃下脱水,得到无水硫酸镁粗品;
(4)将所述步骤(3)得到的无水硫酸镁粗品进行溶解、搅拌和静置,进行固液分离,固相主要是硫酸钙,液相是硫酸镁溶液;
(5)将所述步骤(4)得到的硫酸镁溶液进行结晶,结晶温度控制在10~25℃,有七水硫酸镁晶体析出;
(6)将所述步骤(5)得到的产物进行固液分离,固相为七水硫酸镁晶体,对所得固相干燥2~24h,得到纯品七水硫酸镁晶体;分离出的液相为硫酸镁重结晶母液,再返回步骤(5)。
所用盐湖卤水中镁离子浓度为80~96g/L,氯离子浓度为300~353g/L。
所用硫酸的重量百分比浓度为80%~98%,卤水与硫酸的加入比例为:1∶1~4.5∶1。
加入硫酸的速度为10~50ml/min。
以盐湖氯化镁卤水制取七水硫酸镁工艺过程见图1。与现有技术相比,本发明原料资源丰富,工艺简单,设备简单,流程短,反应条件易于控制,搅拌反应产生的氯化氢气体可以用盐酸吸收装置进行吸收,得到有益的副产物工业盐酸产品,酸性滤液可以循环使用,滤渣为硫酸钙,可用来生产石膏,重结晶母液可以循环使用。生产成本低,不会对环境造成污染,七水硫酸镁产品质量好。
附图说明
图1为以盐湖氯化镁卤水制取七水硫酸镁工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
(1)将500ml盐湖饱和氯化镁卤水,其中镁离子浓度为96g/L,氯离子浓度为353g/L,钙离子浓度为3g/L,加入到反应容器中,在常温及搅拌条件下,以10ml/min的速度加入98%的硫酸500ml,将产生的氯化氢气体用盐酸吸收装置处理,得到工业盐酸产品;
(2)对反应完之后的料液进行固液分离,所得液相为主要含硫酸根离子的酸性滤液,向其加入固体六水氯化镁及适量硫酸,返回到步骤(1)中,所得固相为七水硫酸镁粗品;
(3)将所述步骤(2)中的七水硫酸镁粗品在300℃脱水5h,得到无水硫酸镁粗品;
(4)将所述步骤(3)中的无水硫酸镁粗品进行溶解,加水量为无水硫酸镁质量的2倍,搅拌转速为10r/min,搅拌时间为1h,进行固液分离,所得固相主要是硫酸钙,所得液相是硫酸镁溶液;
(5)将所述步骤(4)中得到的硫酸镁溶液进行结晶,控制结晶温度为15℃,有晶体析出;
(6)将所述步骤(5)中得到的产物进行固液分离,所得液相为硫酸镁重结晶母液,返回步骤(5)中,对所得固相进行干燥5h,得到400g七水硫酸镁晶体,纯度为99.5%。
实施例2
(1)将500ml盐湖饱和氯化镁卤水,其中镁离子浓度为90g/L,氯离子浓度为320g/L,钙离子浓度为6g/L,加入到反应容器中,在常温及搅拌条件下,以20ml/min的速度加入90%的硫酸,控制加入卤水与硫酸的体积之比为3∶1,将产生的氯化氢气体用盐酸吸收装置处理,得到工业盐酸产品;
(2)对反应完之后的料液进行固液分离,所得液相为主要含硫酸根离子的酸性滤液,向其加入固体六水氯化镁及适量硫酸,返回到步骤(1)中,所得固相为七水硫酸镁粗品;
(3)将所述步骤(2)中的七水硫酸镁粗品在400℃脱水3h,得到无水硫酸镁粗品;
(4)将所述步骤(3)中的无水硫酸镁粗品进行溶解,加水量为无水硫酸镁质量的2.5倍,搅拌转速为15r/min,搅拌时间为1.5h,固液分离之后,所得固相主要是硫酸钙,所得液相是硫酸镁溶液;
(5)将所述步骤(4)中得到的硫酸镁溶液进行结晶,控制结晶温度为18℃,有晶体析出;
(6)将所述步骤(5)中得到的产物进行固液分离,所得液相为硫酸镁重结晶母液,返回步骤(5)中,对所得固相进行干燥12h,得到300g七水硫酸镁晶体,纯度为99.6%。
实施例3
(1)将500ml盐湖饱和氯化镁卤水,其中镁离子浓度为80g/L,氯离子浓度为300g/L,钙离子浓度为9g/L,加入到反应容器中,在常温及搅拌条件下,以40ml/min的速度加入85%的硫酸,控制加入卤水与硫酸的体积之比为4.5∶1,将产生的氯化氢气体用盐酸吸收装置处理,得到工业盐酸产品;
(2)对反应完之后的料液进行固液分离,所得液相为主要含硫酸根离子的酸性滤液,向其加入固体六水氯化镁及适量硫酸,返回到步骤(1)中,所得固相为七水硫酸镁粗品;
(3)将所述步骤(2)中的七水硫酸镁粗品在500℃脱水2h,得到无水硫酸镁粗品;
(4)将所述步骤(3)中的无水硫酸镁粗品进行溶解,加水量为无水硫酸镁质量的3倍,搅拌转速为20r/min,搅拌时间为2h,固液分离之后,所得固相主要是硫酸钙,所得液相是硫酸镁溶液;
(5)将所述步骤(4)中得到的硫酸镁溶液进行结晶,控制结晶温度为25℃,有晶体析出;
(6)将所述步骤(5)中得到的产物进行固液分离,所得液相为硫酸镁重结晶母液,返回步骤(5)中,对所得固相进行干燥24h,得到150g七水硫酸镁晶体,纯度为99.7%。
Claims (4)
1.一种以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法,其特征在于制备步骤如下:
(1)以盐湖氯化镁卤水为原料,加入硫酸,搅拌反应,同时得到副产物盐酸;卤水与硫酸的反应方程式为:
(2)将步骤(1)所得产物进行固液分离,得到的固相是七水硫酸镁粗品;液相主要是含硫酸根离子的酸性滤液,向液相中加入固体六水氯化镁及硫酸,返回步骤(1);
(3)将所述步骤(2)得到的七水硫酸镁粗品在280~500℃下脱水,得到无水硫酸镁粗品;
(4)将所述步骤(3)得到的无水硫酸镁粗品进行溶解、搅拌和静置,进行固液分离,固相主要是硫酸钙,液相是硫酸镁溶液;
(5)将所述步骤(4)得到的硫酸镁溶液进行结晶,结晶温度控制在10~25℃,有七水硫酸镁晶体析出;
(6)将所述步骤(5)得到的产物进行固液分离,固相为七水硫酸镁晶体,对所得固相干燥2~24h,得到纯品七水硫酸镁晶体;分离出的液相为硫酸镁重结晶母液,再返回步骤(5)。
2.如权利要求1所述以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法,其特征在于:所用盐湖卤水中镁离子浓度为80~96g/L,氯离子浓度为300~353g/L,钙离子浓度为3~9g/L。
3.如权利要求1所述以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法,其特征在于:所用硫酸的重量百分比浓度为80%~98%,卤水与硫酸的加入比例为:1∶1~4.5∶1。
4.如权利要求1所述以盐湖氯化镁卤水为原料制备七水硫酸镁的方法,其特征在于:加入硫酸的速度为10~50mL/min。
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