高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法.pdf

本发明属于类似海水体系苦卤水化工废渣高温盐的综合利用。
    苦卤蒸发法生产氯化钾后的废弃物即高温盐中，含硫酸镁约30%、氯化钠约30%，并含有氯化钾、氯化镁和溴等少量杂质，每生产一吨氯化钾约副产十吨高温盐。目前国内外对高温盐尚未加以充分利用，国内大部分厂家均弃去不用，即用水化掉排入驳盐沟内继续去晒盐或者排入海，如用去晒盐会使盐产品中硫酸镁量增加，产生恶性循环，既污染产品又浪费了资源;国内尚有一部分厂家采用不同方法对高温盐进行回收，如“自然冷冻法”，冬季将高温盐化卤冻制十水硫酸钠，再加工成无水硫酸钠（又称无水硝），这种方法投资多，成本高，能耗大，其硫酸镁回收率只有40%左右，近期无水硝滞销，有些厂家只得停产;“热熔浸法”南堡化工厂利用同离子效应及增大总离子强度的原理首先加水稀释高温盐，然后加热，用氯化镁溶液浸取，除去氯化钠后的悬浮液再自然冷冻或用机械冷冻方法冻制七水硫酸镁，这个方法设备多，能耗大，硫酸镁回收率只有45%左右，氯化钠回收率只有30%左右，在实际生产过程中尚未很好推广应用;“振荡法”，汉沽盐场利用氯化钠与硫酸镁颗粒不同、比重不同因而沉降速度不同的道理，采用振荡分离生产七水硫酸镁，但此法不可能将硫酸镁和氯化钠有效分离，镁的回收率只有30～40%，而氯化钠尚不能回收利用。

    本发明鉴于硫酸镁和氯化钠结晶特征存在差异，即比重和粒度有较大差异，一水和七水硫酸镁呈镁乳状，七水硫酸镁比重为1.68，氯化钠比重为2.165，粒度较大，通过筛析分析发现，在200目以上氯化钠占87.20%，200目以下镁盐占95.88%，从此得出明显的具有可分性结论，本发明利用矿业部门采用的水力分级即溢流分级原理利用静态垂直溢流装置，控制一定流速的溢流分离方法应用于高温盐中镁盐和钠盐的分离，取得了满意的结果。

    本发明的目的在于提供一种利用静态垂直溢流装置，控制一定流速的溢流分离高温盐中镁盐的方法。

    本发明由高温盐制硫酸镁的方法是这样实现的：现有兑卤法生产氯化钾过程中的废渣高温盐，其硫酸镁/氯化钠比值为0.4～2.5，用粗镁澄清液或制钾过程中的浓厚卤或者混合卤配制成固液比为1∶0.5～1∶5的高温盐浆，通过溢流分离器进行分离得粗镁乳和粗盐浆，粗镁乳经浓缩澄清、分离、加水转化洗涤分离得硫酸镁产品，粗盐浆经分离、加水洗涤分离得氯化钠产品，这是先分离后转化精制的方法，工艺流程见附图1。

    本发明由高温盐制硫酸镁的方法，以苦卤化工厂废渣高温盐为原料，取一定量硫酸镁/氯化钠比值为0.4～2.5的高温盐，加入定量的粗镁澄清液或者制钾过程中的浓厚卤或混合卤，配制成固液比为1∶0.5～1∶5高温盐浆，从先充满粗镁澄清液的溢流分离器上部加入，同时用粗镁澄清液从溢流分离器的底部加入，控制流速为1.2～7.1M/h，使粗镁乳从溢流分离器的上溢流口流出，含MgSO₄·H₂O的粗镁乳经浓缩，澄清分离得粗镁浆和粗镁澄清液，粗镁浆经分离得粗镁和粗镁分液，粗镁再经加水转化洗涤分离，其加水量为粗镁量的15～90%，经40～60分钟搅拌转化洗涤，相应地控制温度为10～100℃，可得到含结晶水为二水至七水的硫酸镁水合物即为最终产品;从溢流分离器底部排出的粗盐浆经分离得粗盐和粗盐分液，粗盐再经加水洗涤分离得合格的氯化钠产品和精盐分液，以上述流程作单程试验，硫酸镁的收率可达71.47%，氯化钠收率为78.18%，其纯度均为98%以上，从上述过程中产出的粗镁澄清液，粗镁分液，精镁分液，精盐分液，精盐分液合并一起通称为附生卤，可返回氯化钾车间作原料使用，经再循环又产生镁盐，钠盐两种合格产品，新的附生卤再返回，这样周而复始循环下去，其结果是在该系统中硫酸镁收率可达89.97%，氯化钠收率可达92.88%以上。

    参照附图2，本发明由高温盐制硫酸镁的方法其关键设备是溢流分离器，它是由主体（1）、上加料管（2）、溢流槽（3）、溢流口（4）、下进料口（5）、分配管（6）、粗盐浆储料器（7）和底排料口（8）组成，主体结构形式为直筒形，也可制成圆锤形，也可制成直径大于高度，带搅拌框，底部为圆锤形的形式，不论采用何种形式，都以起到溢流分级作用为目的，为了使粗镁澄清液均匀进入分离器，所述的分配管（1）可制成环绕粗盐浆储料器分四～六个口与储料器连通的外分配形式，也可在储料器内部制成环形分四～六个流出口的内分配形式，所述高温盐浆从上加料管（2）加入，粗镁澄清液出下进料口（5）进入，经分配管（6）分四～六个口进入粗盐浆储料器（7）的下部，以1.2～7.1M/h速度上升，控制流速恰好使粗镁乳从上溢流口（4）流出而不使沉降，使氯化钠沉降而不至溢流出去。

    本发明由高温盐制硫酸镁的方法，控制转化时间和转化温度目的是得到含二水至七水的不同结晶水的硫酸镁水合物，已有资料报道转化温度与硫酸镁结晶水数量对应关系如下：

    转化温度    硫酸镁产品

    80～100℃ MgSO₄.2H₂O

    70～80℃ MgSO₂.3H₂O

    48～68℃ MgSO₄.6H₂O

    10～40℃ MgSO₄.7H₂O

    本发明由高温盐制硫酸镁的方法，生产过程中所产附生卤包括高温盐呈固相和夹带液相中的氯化钾、氯化镁、溴在循环使用中，使回收率在原基础上提高15%以上，全国以年产4万吨氯化钾综合产品算，通过本发明工艺方法，将可多产出6000吨氯化钾综合产品。

    本发明的高温盐制硫酸镁的方法可使高温盐得到彻底利用，工艺简单，能耗较低，投资省，效益十分显著，适用于类似海水体系盐化工的综合利用。

    附图说明：

    附图1为由高温盐制硫酸镁的方法的流程示意图。

    附图2为溢流分离器结构示意图。

    实施例见表1

    表1：

    项目    数据    编号    实施例1    实施例2    实施例3

    高温盐用量（g）    1733.1    1352    813

    高温盐浆固液比    1∶0.5    1∶1    1∶2

    溢分流流速M/h    1.2    4.58    6.5

    粗镁洗涤转化条件∶加水量（g）    317    317    317

    搅拌时间    1h    1h    1h

    洗涤转化温度℃    27    27    27

    洗涤分离方法    离心分离    离心分离    离心分离

    得精镁量（g）    563    809    712

    精镁成份（g）Nacl    -    0.59    -

    Mgso₄48.78 49.80 47.93

    Mgcl₂0.54 0.01 0.94

    Kcl    -    -    -

    Mgso₄·7H₂O（%） 99.73 100.90 93.09

    得精盐量    865    456    150

    精盐成份（%）湿基Nacl    96.63    96.71    95.94

    Mgso₄0.65 0.77 0.75

    Mgcl₂0.19 0.20 0.22

    Kcl    -    -    -

    干基氯化钠（%）    99.14    99.01    98.99

    +0.5%水后氯化钠（%）    98.63    98.50    98.48

    注：粗盐精制条件省略。