本發(fā)明涉及高純六水硫酸鎂的生產(chǎn)技術，具體屬于一種從鹵水中提取高純六水硫酸鎂的方法。

背景技術：

利用鹽田自然蒸發(fā)鹵水的方法可以得到硫酸鎂系列產(chǎn)品，但純度較低，其產(chǎn)品主要是七水硫酸鎂結晶鹽。純度在99％以上的高純硫酸鎂類產(chǎn)品一般是通過對粗鎂產(chǎn)品的再次精制而得到的，典型的工藝是溶解和重結晶。粗鎂產(chǎn)品是通過鹽田鹵水蒸發(fā)得到的，它被精制時的溶解過程往往需要在60℃以上的條件下進行，并且還需要在保溫條件下澄清一段時間，然后在45℃以上的環(huán)境中蒸發(fā)和結晶，得到的產(chǎn)品主要是六水硫酸鎂。由于精制過程需要使用加熱手段和強制蒸發(fā)設備，需要提供能量用于大量氣化潛熱的消耗，因此能耗和設備成本較高，操作及工藝控制也比較復雜，這使得高純硫酸鎂類型產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比較高。

因此，當制備純度≥99％的高純硫酸鎂類產(chǎn)品時，有必要考慮在技術上進行創(chuàng)新和改進。根據(jù)這些技術現(xiàn)狀，可以考慮從鹵水直接提取高純的六水硫酸鎂，省略溶解粗鎂和重結晶精制環(huán)節(jié)、簡化工藝，并且充分利用太陽能源來用于鹵水的濃縮結晶、避免使用強制蒸發(fā)的設備以有效地降低能耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種從鹵水中提取高純六水硫酸鎂的方法，該方法能從鹵水中直接提取高純的六水硫酸鎂，能夠省略傳統(tǒng)制備高純六水硫酸鎂所采用溶解和重結晶的精制環(huán)節(jié)，并避免使用機械蒸發(fā)設備。

本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供的一種從鹵水中提取高純六水硫酸鎂的方法，包括如下步驟：

a)將鹵水灌入鹽池中，檢測鹵水中Mg²⁺和SO₄^2-等兩種離子的質量含量，控制鹵水中離子質量比Mg²⁺:SO₄^2-＝1:1.20-1.91，如果質量比Mg²⁺:SO₄^2-<1:1.91則向鹵水中加入含有氯化鎂組分的老鹵或水氯鎂石、如果質量比Mg²⁺:SO₄^2->1:1.20則向鹵水中加入含硫酸鈉組分的芒硝，之后鹵水靜置24-72小時并鏟出鹵水底部沉積的雜鹽；

b)向鹵水中均勻地撒入研磨至100-200目的石膏，每立方米鹵水中的石膏用量為1-10千克，繼續(xù)靜置沉降24-72小時，然后鏟出鹵水底部沉積的雜泥；

c)使鹵水在日照條件下自然蒸發(fā)，使水分逐漸蒸出并監(jiān)測鹵水中Na⁺和SO₄^2-兩種離子的質量含量變化，當鹵水中離子質量比Na⁺:SO₄^2-＝1:2.25-2.70時鏟出鹵水底部沉積的雜鹽和雜泥；

d)然后繼續(xù)自然蒸發(fā)，當鹵水中離子質量比達到Na⁺:SO₄^2-＝1:2.71-4.34時，收集鹵水底部再次沉積出的雜鹽并將其與鹵水一起輸送到加熱反應釜中；

e)在加熱反應釜中，控制鹵水和雜鹽混合物的溫度在45-55℃之間并攪拌4-6小時，然后分離并排出加熱反應釜底部沉積的雜鹽；

f)在加熱反應釜中將鹵水溫度降低至20-35℃并保溫6-36小時；

g)排放掉加熱反應釜中的鹵水，收集加熱反應釜中此時再次析出并沉積的鹽，經(jīng)離心脫水、干燥后得到高純六水硫酸鎂。

上述步驟a)灌入鹽池的鹵水應為Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中離子的質量比Cl^-:Na⁺＝1:0.16-0.57、質量比K⁺:Na⁺<1:20。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于工藝簡單、易于操作；由于在加熱反應釜的操作階段不存在蒸發(fā)環(huán)節(jié)，所以也不存在氣化潛熱的消耗，因此與常規(guī)六水硫酸鎂精制工藝相比本發(fā)明的能耗得以大幅度降低；加熱反應釜的熱源可以是來自太陽池、太陽能集熱器、地熱、工業(yè)余熱、工業(yè)鍋爐等各種品位的熱能，節(jié)能效益顯著；與常規(guī)的鹽田制備粗鎂鹽及重結晶精制制備六水硫酸鎂或七水硫酸鎂的技術相比，本發(fā)明能夠省略溶解和重結晶環(huán)節(jié)，從鹵水中直接提取高純六水硫酸鎂，顯著地簡化縮短了工藝流程，并且提高了生產(chǎn)過程的附加值；從加熱反應釜中排放掉的鹵水仍可回到鹽池中繼續(xù)利用常規(guī)的日曬制鹽流程來提取其中的各種無機鹽，或者循環(huán)地回用于混入鹽池中以起到兌鹵的效果，在生產(chǎn)高純產(chǎn)品的基礎上還能夠有效地避免物料的浪費、在常規(guī)鹽田生產(chǎn)的基礎上獲得高純產(chǎn)品的收益。

綜上，本發(fā)明流程簡捷、能夠產(chǎn)出高附加值的高純鹽產(chǎn)品，并且節(jié)能優(yōu)勢明顯、實用性強。

具體實施方式

以下通過具體實施例來進一步說明本發(fā)明。

實施例1：

鹵水取自河北省秦皇島市海域的海水。該鹵水屬于Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質量含量Na⁺為1.08％、K⁺為0.04％、Mg²⁺為0.13％、Cl^-為1.94％、SO₄^2-為0.27％，即離子的質量比Cl^-:Na⁺＝1:0.56、質量比K⁺:Na⁺＝1:27。

從該鹵水中提取高純六水硫酸鎂，使用鹽業(yè)與化工生產(chǎn)中常規(guī)的鹽池和加熱反應釜，包括如下步驟：

a)將鹵水灌入鹽池中，檢測鹵水中Mg²⁺和SO₄^2-等兩種離子的質量含量，鹵水中離子質量比Mg²⁺:SO₄^2-＝1:2.08，即質量比Mg²⁺:SO₄^2-<1:1.91，則向鹵水中混入含有氯化鎂組分的水氯鎂石，使鹵水中離子質量比控制在Mg²⁺:SO₄^2-＝1:1.90，之后鹵水靜置36小時并鏟出鹵水底部沉積的雜鹽；

b)向鹵水中均勻地撒入研磨至160-200目的石膏，每立方米鹵水中的石膏用量為1千克，繼續(xù)靜置沉降36小時，然后鏟出鹵水底部沉積的雜泥；

c)使鹵水在日照條件下自然蒸發(fā)，使水分逐漸蒸出并監(jiān)測鹵水中Na⁺和SO₄^2-等兩種離子的質量含量變化；

d)當鹵水中離子質量比Na⁺:SO₄^2-＝1:2.50時鏟出鹵水底部沉積的雜鹽雜泥，然后繼續(xù)自然蒸發(fā)使鹵水中離子質量比達到Na⁺:SO₄^2-＝1:3.01，收集此時鹵水底部再次沉積出的雜鹽并與鹵水一起輸送到加熱反應釜中；

e)在加熱反應釜中，控制鹵水和雜鹽混合物的溫度在50℃之間并攪拌4小時，然后分離并排出加熱反應釜底部沉積的雜鹽；

f)在加熱反應釜中將鹵水溫度降低至30℃并保溫30小時；

g)排放掉加熱反應釜中的鹵水，收集加熱反應釜中此時再次析出并沉積的鹽，經(jīng)離心脫水和干燥后得到高純六水硫酸鎂。

步驟a)中每噸原料的鹵水最后可制得2千克的高純六水硫酸鎂，相當于鹵水中鎂元素的回收率在16％左右，所得到的高純六水硫酸鎂純度達到了99.9％，從加熱反應釜中排放掉的鹵水回到鹽池中繼續(xù)利用常規(guī)的日曬制鹽流程來提取其中的各種無機鹽。

實施例2

方法流程與實施例1相同，不同之處在于作為原料的鹵水取自春季時山西省運城鹽湖的曬鹽池中的鹵水，該鹵水屬于Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質量含量Na⁺為0.26％、K⁺為0、Mg²⁺為0.59％、Cl^-為1.61％、SO₄^2-為0.71％，即離子的質量比Cl^-:Na⁺＝1:0.16、質量比K⁺:Na⁺＝0；原料的鹵水中離子質量比Mg²⁺:SO₄^2-＝1:1.19，即質量比Mg²⁺:SO₄^2->1:1.20，因此在步驟a)向鹵水中混入含硫酸鈉組分的芒硝以使鹵水中離子質量比控制在Mg²⁺:SO₄^2-＝1:1.21。

步驟a)中每噸原料的鹵水最后可制得6.2千克的高純六水硫酸鎂，相當于鹵水中鎂元素的回收率在11％左右，所得到的高純六水硫酸鎂純度達到了99.6％，從加熱反應釜中排放掉的鹵水回到鹽池中繼續(xù)利用常規(guī)的日曬制鹽流程來提取其中的各種無機鹽。

實施例3

方法流程與實施例1相同，不同之處在于作為原料的鹵水取自山西省運城市鹽湖中的鹵水，該鹵水屬于Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質量含量Na⁺為4.44％、K⁺為0、Mg²⁺為3.92％、Cl^-為12.38％、SO₄^2-為7.98％，即離子的質量比Cl^-:Na⁺＝1:0.36、質量比K⁺:Na⁺＝0；原料的鹵水中離子質量比Mg²⁺:SO₄^2-＝1:2.04，即質量比Mg²⁺:SO₄^2-<1:1.91，則向鹵水中混入含有氯化鎂組分的老鹵，使鹵水中離子質量比控制在Mg²⁺:SO₄^2-＝1:1.89。

步驟a)中每噸原料的鹵水最后可制得40.95千克的高純六水硫酸鎂，相當于鹵水中鎂元素的回收率在11％左右，所得到的高純六水硫酸鎂純度達到了99.9％，從加熱反應釜中排放掉的鹵水回到鹽池中繼續(xù)利用常規(guī)的日曬制鹽流程來提取其中的各種無機鹽。