專利名稱：一種以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于鹽化工技術(shù)領域，利用鹽湖氯化鎂鹵水制取七水硫酸鎂的方法。
背景技術(shù)：
七水硫酸鎂是一種重要的無機化工原料，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、食品、醫(yī)藥、紡織等領域都 具有廣泛的應用。七水硫酸鎂主要從礦石和鹵水中制得。從礦石中制取硫酸鎂是將含氧化鎂的礦石 (白云石、菱鎂礦、蛇紋石)經(jīng)粉碎或其煅燒粉與硫酸按比例反應。在反應罐中加入清水或 洗水、母液，在攪拌后，依次加入礦粉和硫酸，進行酸解反應，控制漿液PH = 5，密度1. 370 1.384g/cm3，保溫80°C。經(jīng)葉片過濾機過濾，清液打入結(jié)晶器，冷卻至30°C以下進行離心分 離，將濕料送入振動流化床于50 55°C干燥得七水硫酸鎂。該法流程長，成本高，環(huán)境污染 嚴重，而且菱鎂礦資源有限，不利于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)七水硫酸鎂。我國有豐富的鹽湖鹵水資源，利用鹽湖鹵水生產(chǎn)硫酸鎂既可以解決原料不足的問 題，又可以解決鹽湖“鎂害”的生態(tài)環(huán)境問題。趙寶銀介紹了鹽湖鹵水制取七水硫酸鎂的兩種方法常溫結(jié)晶法冷和凍結(jié)晶法。 常溫結(jié)晶法是根據(jù)鹵水溫度在10-15°C時，結(jié)晶七水硫酸鎂，在春末夏初由于風大促進蒸 發(fā)，經(jīng)過3-5月份的蒸發(fā)即達到飽和，結(jié)晶完畢后，可把母液放走，再灌進儲存的硫酸鎂型 鹵水，使結(jié)晶池中再增加一層七水硫酸鎂的結(jié)晶；冷凍法是利用鹵水在0-5°C時結(jié)晶七水 硫酸鎂，在冬初及冬至之前最好，若在寒冬臘月就會有部分水硝結(jié)晶出來。但這兩種方法制 得的七水硫酸鎂純度較低，含雜質(zhì)較高。上述兩種天然結(jié)晶方法受氣候影響較大，只能利用自然條件而不易于控制，產(chǎn)品 質(zhì)量受到影響，而且排放出的母液容易造成環(huán)境污染。周桓的專利(CN200810054198. 6)公開了用鹵水生產(chǎn)氯化鈉及七水硫酸鎂的方
法，通過減壓沸騰蒸發(fā)，固液分離、冷卻結(jié)晶、重結(jié)晶等操作得到七水硫酸鎂。該方法需要減 壓裝置，反應條件不易控制，生產(chǎn)硫酸鎂成本較高。張榮陽的專利(CN200710159332.4)公開了將含亞硫酸鎂固體進行氧化處理后獲 得含硫酸鎂溶液，生產(chǎn)大顆粒七水硫酸鎂和一水硫酸鎂的方法，包括高溫氧化亞硫酸鎂、加 酸調(diào)節(jié)PH值、溶液過濾、負壓蒸發(fā)、高溫壓熱或加晶種冷卻生產(chǎn)七水硫酸鎂。該方法工藝流 程較長，反應條件不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的生產(chǎn)七水硫酸鎂流程長、成本高、反應條件不 易控制、環(huán)境污染嚴重、產(chǎn)品純度低，含雜質(zhì)高等問題。一種利用鹽湖氯化鎂鹵水生產(chǎn)七水硫酸鎂的方法，包括如下步驟(1)以鹽湖飽和氯化鎂鹵水為原料，加入硫酸，攪拌反應，同時得到副產(chǎn)物鹽酸。鹵 水與硫酸的反應方程式為
MgCl2+H2S04+xH20 -MgS04-7H20+2HClT+ (x-7) H2O(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物進行固液分離，液相主要是含硫酸根離子的酸性濾液，向 其加入固體六水氯化鎂及硫酸，返回步驟(1)，得到的固相是七水硫酸鎂粗品。(3)將所述步驟(2)得到的七水硫酸鎂粗品在280 500°C下脫水，得到無水硫酸
鏡粗品；(4)將所述步驟(3)得到的無水硫酸鎂粗品進行溶解、攪拌和靜置，進行固液分 離，固相主要是硫酸鈣，液相是硫酸鎂溶液；(5)將所述步驟⑷得到的硫酸鎂溶液進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度控制在10 25°C，有 七水硫酸鎂晶體析出；(6)將所述步驟(5)得到的產(chǎn)物進行固液分離，固相為七水硫酸鎂晶體，對所得固 相干燥2 24h，得到純品七水硫酸鎂晶體；分離出的液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液，再返回步 驟(5)。所用鹽湖鹵水中鎂離子濃度為80 96g/L，氯離子濃度為300 353g/L。所用硫酸的重量百分比濃度為80% 98%，鹵水與硫酸的加入比例為1 1 4. 5 1。加入硫酸的速度為10 50ml/min。以鹽湖氯化鎂鹵水制取七水硫酸鎂工藝過程見圖1。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明原料 資源豐富，工藝簡單，設備簡單，流程短，反應條件易于控制，攪拌反應產(chǎn)生的氯化氫氣體可 以用鹽酸吸收裝置進行吸收，得到有益的副產(chǎn)物工業(yè)鹽酸產(chǎn)品，酸性濾液可以循環(huán)使用，濾 渣為硫酸鈣，可用來生產(chǎn)石膏，重結(jié)晶母液可以循環(huán)使用。生產(chǎn)成本低，不會對環(huán)境造成污 染，七水硫酸鎂產(chǎn)品質(zhì)量好。


圖1為以鹽湖氯化鎂鹵水制取七水硫酸鎂工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1(1)將500ml鹽湖飽和氯化鎂鹵水，其中鎂離子濃度為96g/L，氯離子濃度為353g/ L，鈣離子濃度為3g/L，加入到反應容器中，在常溫及攪拌條件下，以lOml/min的速度加入 98%的硫酸500ml，將產(chǎn)生的氯化氫氣體用鹽酸吸收裝置處理，得到工業(yè)鹽酸產(chǎn)品；(2)對反應完之后的料液進行固液分離，所得液相為主要含硫酸根離子的酸性濾 液，向其加入固體六水氯化鎂及適量硫酸，返回到步驟(1)中，所得固相為七水硫酸鎂粗
品；(3)將所述步驟(2)中的七水硫酸鎂粗品在300°C脫水5h，得到無水硫酸鎂粗品；(4)將所述步驟(3)中的無水硫酸鎂粗品進行溶解，加水量為無水硫酸鎂質(zhì)量的2 倍，攪拌轉(zhuǎn)速為lOr/min，攪拌時間為lh，進行固液分離，所得固相主要是硫酸鈣，所得液相 是硫酸鎂溶液；(5)將所述步驟⑷中得到的硫酸鎂溶液進行結(jié)晶，控制結(jié)晶溫度為15°C，有晶體析出；(6)將所述步驟(5)中得到的產(chǎn)物進行固液分離，所得液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液， 返回步驟(5)中，對所得固相進行干燥5h，得到400g七水硫酸鎂晶體，純度為99.5%。實施例2(1)將500ml鹽湖飽和氯化鎂鹵水，其中鎂離子濃度為90g/L，氯離子濃度為320g/ L，鈣離子濃度為6g/L，加入到反應容器中，在常溫及攪拌條件下，以20ml/min的速度加入 90%的硫酸，控制加入鹵水與硫酸的體積之比為3 1，將產(chǎn)生的氯化氫氣體用鹽酸吸收裝 置處理，得到工業(yè)鹽酸產(chǎn)品；(2)對反應完之后的料液進行固液分離，所得液相為主要含硫酸根離子的酸性濾 液，向其加入固體六水氯化鎂及適量硫酸，返回到步驟(1)中，所得固相為七水硫酸鎂粗
P
m ；(3)將所述步驟(2)中的七水硫酸鎂粗品在400°C脫水3h，得到無水硫酸鎂粗品；(4)將所述步驟(3)中的無水硫酸鎂粗品進行溶解，加水量為無水硫酸鎂質(zhì)量的 2. 5倍，攪拌轉(zhuǎn)速為15r/min，攪拌時間為1. 5h，固液分離之后，所得固相主要是硫酸鈣，所 得液相是硫酸鎂溶液；(5)將所述步驟⑷中得到的硫酸鎂溶液進行結(jié)晶，控制結(jié)晶溫度為18°C，有晶體 析出；(6)將所述步驟(5)中得到的產(chǎn)物進行固液分離，所得液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液， 返回步驟(5)中，對所得固相進行干燥12h，得到300g七水硫酸鎂晶體，純度為99. 6%。實施例3(1)將500ml鹽湖飽和氯化鎂鹵水，其中鎂離子濃度為80g/L，氯離子濃度為300g/ L，鈣離子濃度為9g/L，加入到反應容器中，在常溫及攪拌條件下，以40ml/min的速度加入 85%的硫酸，控制加入鹵水與硫酸的體積之比為4. 5 1，將產(chǎn)生的氯化氫氣體用鹽酸吸收 裝置處理，得到工業(yè)鹽酸產(chǎn)品；(2)對反應完之后的料液進行固液分離，所得液相為主要含硫酸根離子的酸性濾 液，向其加入固體六水氯化鎂及適量硫酸，返回到步驟(1)中，所得固相為七水硫酸鎂粗
P
m ；(3)將所述步驟(2)中的七水硫酸鎂粗品在500°C脫水2h，得到無水硫酸鎂粗品；(4)將所述步驟(3)中的無水硫酸鎂粗品進行溶解，加水量為無水硫酸鎂質(zhì)量的3 倍，攪拌轉(zhuǎn)速為20r/min，攪拌時間為2h，固液分離之后，所得固相主要是硫酸鈣，所得液相 是硫酸鎂溶液；(5)將所述步驟⑷中得到的硫酸鎂溶液進行結(jié)晶，控制結(jié)晶溫度為25°C，有晶體 析出；(6)將所述步驟(5)中得到的產(chǎn)物進行固液分離，所得液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液， 返回步驟(5)中，對所得固相進行干燥24h，得到150g七水硫酸鎂晶體，純度為99. 7%。
權(quán)利要求
1.一種以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法，其特征在于制備步驟如下(1)以鹽湖氯化鎂鹵水為原料，加入硫酸，攪拌反應，同時得到副產(chǎn)物鹽酸；鹵水與硫 酸的反應方程式為MgCl2+H2S04+xH20 -MgS04-7H20+2HClT+ (x-7) H2O(2)將步驟(1)所得產(chǎn)物進行固液分離，得到的固相是七水硫酸鎂粗品；液相主要是含 硫酸根離子的酸性濾液，向液相中加入固體六水氯化鎂及硫酸，返回步驟(1)；(3)將所述步驟( 得到的七水硫酸鎂粗品在280 500°C下脫水，得到無水硫酸鎂粗Pm ；(4)將所述步驟C3)得到的無水硫酸鎂粗品進行溶解、攪拌和靜置，進行固液分離，固 相主要是硫酸鈣，液相是硫酸鎂溶液；(5)將所述步驟(4)得到的硫酸鎂溶液進行結(jié)晶，結(jié)晶溫度控制在10 25°C，有七水 硫酸鎂晶體析出；(6)將所述步驟( 得到的產(chǎn)物進行固液分離，固相為七水硫酸鎂晶體，對所得固相干燥2 Mh，得到純品七水硫酸鎂晶體；分離出的液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液，再返回步驟 ⑶。
2.如權(quán)利要求1所述以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法，其特征在于 所用鹽湖鹵水中鎂離子濃度為80 96g/L，氯離子濃度為300 353g/L，鈣離子濃度為3 9g/L。
3.如權(quán)利要求1所述以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法，其特征在于 所用硫酸的重量百分比濃度為80% 98%，鹵水與硫酸的加入比例為1 1 4. 5 1。
4.如權(quán)利要求1所述以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法，其特征在于 加入硫酸的速度為10 50ml/min。
全文摘要
本發(fā)明屬于鹽化工技術(shù)領域，提供了一種以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法。制備步驟如下1)以鹽湖氯化鎂鹵水為原料，加入硫酸，攪拌反應，得到含水七水硫酸鎂，同時得到副產(chǎn)物鹽酸；2)固液分離，固相在280～500℃下脫水，得到無水硫酸鎂粗品，所得液相返回攪拌反應容器中；3)重結(jié)晶，將無水硫酸鎂粗品進行重結(jié)晶，得到純品七水硫酸鎂，純度大于99％，得到的液相為硫酸鎂重結(jié)晶母液，返回步驟(3)，同時得到副產(chǎn)物硫酸鈣。本發(fā)明方法簡單，工藝流程短，設備簡單，反應條件易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，副產(chǎn)物可以回收或循環(huán)利用，不會對環(huán)境造成污染，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C01F5/40GK102030350SQ201010541319
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者馮雅麗, 張萍, 李浩然, 馬玉文 申請人:北京科技大學