一种七水硫酸镁及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工领域一种化合物及其制备方法，尤其涉及一种七水硫酸镁及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 七水硫酸镁(分子式MgS04 · 7H20)又名硫苦、苦盐、泻利盐、泻盐，为白色或无色的 针状或斜柱状结晶体，无臭，凉并微苦，分子量:246.47,比重1.68,易溶于水，微溶于乙醇和 甘油，在67.5°C溶于自身的结晶水中。受热分解，70、80°C是失去四分子的结晶水。约200°C 失去所有的结晶水成无水物。在空气(干燥）中易风化为粉状，加热时逐渐脱去结晶水变为 无水硫酸镁，本产品不含任何有毒杂质。七水硫酸镁因为不容易溶解，比无水硫酸镁更容易 称量，便于在工业中进行的定量控制。工业上用于制革、炸药、肥料、造纸、瓷器、印染料、铅 酸蓄电池等工业。硫酸镁和其他钾、钙、氨基酸盐、硅酸盐等矿物质一样，可以用作浴盐;农 业上作为肥料硫酸镁是用来改良缺镁的土壤(镁是一个叶绿素分子的基本要素）。在饲料方 面上，饲料级硫酸镁作为饲料加工中镁的补充剂。在医药上可作为泻剂、镇痛剂、解毒剂等。
[0003] 传统的七水硫酸镁生产工艺有硫酸法、气相法、碳化法、苦卤重结晶法。其中：
[0004] 1、硫酸法以氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、菱苦土等为原料加硫酸分解或中和而得。 有关化学方程式：
[0005] MgO+H2S〇4 = H20+MgS〇4
[0006] Mg(OH)2+H2S〇4 = 2H20+MgS〇4
[0007] MgC03+H2S〇4 = C〇2T+H2〇+MgS〇4
[0008] 2、气相法用氢氧化镁浆液吸收二氧化硫后，在催化剂存在下用空气将亚硫酸氢镁 溶液氧化而得。有关化学方程式：
[0009] Mg(OH)2+2S〇2=MgH2(S03)2
[0010] MgH2 (S03) 2+Mg (OH) 2 = 2MgS03+2H20
[0011] 2MgS03+〇2 = 2MgS〇4
[0012] 3、碳化法用二氧化碳碳化氧化镁及石膏的水悬浮液而制的。有关化学方程式：
[0013] MgO+C〇2+CaS〇4=MgS〇4+CaC03
[0014] 4、苦卤重结晶法将提取氯化钾、或制取溴素后含有硫酸镁的苦卤加热浓缩、冷却 结晶出硫酸镁粗品，溶解粗品后再结晶来制取。
[0015] 在上述各种生产工艺中，只有用硫酸和菱苦土制取硫酸镁和用氢氧化镁水悬浮液 脱除燃煤中二氧化硫后采用气相法制取硫酸镁具有较好的经济效益，并在广泛采用。虽然 用硫酸和菱苦土制取硫酸镁虽然较为经济，但会产生提取出菱苦土中的氧化镁后被硫酸浸 泡的酸化土壤废弃物，造成新的污染源。
[0016] 由于硫酸镁的用途不但很广而且用量也较大，用氢氧化镁水悬浮液脱除燃煤中二 氧化硫后采用气相法制取硫酸镁，虽然具有较好的经济效益，但受脱除燃煤中二氧化硫总 量的资源限制，生产的硫酸镁总量也较为有限。
[0017] 因此，希望提供一种能够保护环境，且产量较大的七水硫酸镁及其制备方法。
【发明内容】
[0018] 为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新型七水硫酸镁及其 制备方法。
[0019 ]根据本发明的一个方面，提供了 一种七水硫酸镁的制备方法，包括如下步骤：
[0020] S1100电石浆渣过滤、加热步骤:将电石渣配制成含水量为70-75%的电石渣浆、过 滤，将过滤后的电石渣浆注入反应釜后加热；
[0021 ]电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。乙炔(C2H2)是 基本有机合成工业的重要原料之一，以电石(CaC2)为原料，加水(湿法)生产乙炔的工艺简 单成熟，目前在我国占较大比重。It电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约 12 %的工业废液，俗称电石渣浆。利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石 原料、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等。
[0022]电石浆或电石渣的主要处理方法是首先压滤至40%~60% (干基），然后利用烟道 气将其烘干到3%~5% (干基），在用于生产水泥，或直接代替石灰用于生产纯碱，此方法需 要消耗大量煤炭或天然气资源，且要求工厂附近有大型水泥或纯碱企业。电石渣中含有氢 氧化钙，是制备七水硫酸镁的原料之一，本发明以电石水解制取乙炔气后废弃的电石渣浆 为主要原料，为电石渣浆处理找到了新的出路，也为制备氢氧化镁提供了丰富的原材料。优 选地，本步骤中用80目的不锈钢网进行过滤，除去电石渣浆中含有细小的硅铁渣、石灰石和 其它杂质，以提高本发明制备硫酸镁的纯度和效率。
[0023] S1200氢氧化镁合成步骤:将含氯化镁的齒水注入所述反应釜、搅拌，得到悬浮液；
[0024] 本发明所述卤水，包括提取氯化钾、氯化钠后含有氯化镁和氯化钠的卤水，可用于 生产无水氯化镁、氧化镁、水泥等，但含氯卤水盐田多数位于戈壁荒滩，周边市场氯化镁的 需求量有限，无法消化卤水副产氯化镁;硫酸镁需求量与价格远大于氯化镁。本发明以提取 氯化钾、氯化钠后含有氯化镁和氯化钠的卤水为主要原料，是氯化镁深加的一种新工艺，不 仅能降低七水硫酸镁和氯化镁的生产成本，还能够保护环境，提高资源的利用率。
[0025]优选地，所述含氯化镁的卤水的成分包括:MgCl2含量为180g~300g/L，KCl含量为 1.0g~1.3g/L，NaCl含量为3g~4g/L。由于刚从厂房排出的老卤与经过晒盐池摊晒的老卤 中氯化镁含量不同，优选地，本发明选取的计算基准为200g/L。
[0026] 所述悬浮液包括氢氧化镁固体和氯化钙滤液。
[0027] S1300悬浮液固液分离步骤:将所述悬浮液分离，得到氢氧化镁固体和氯化钙滤 液；
[0028] S1500硫酸镁合成步骤:压滤所述氢氧化镁固体，在压滤后得到的氢氧化镁滤饼中 加入废硫酸，直至PH值为5，得到反应生成液；
[0029] 本步骤中，所述反应生成液包括硫酸镁。
[0030] 本发明中所述废硫酸，包括氯碱生产中用于干燥湿氯气所产生的废硫酸不能直接 外排，必须做环保处理，目前国内通常的处理方法是用于生产石膏，石膏的价格较低，用量 少;较为环保的处理方法还有烷基化硫酸经高温裂解生产硫酸等方法，此工艺可有效处理 废硫酸，环保效果较好，但投资较大，生产成本高于硫酸售价。本工艺以氯碱生产中用于干 燥湿氯气所产生的废硫酸为主要原料，是一种废硫酸经济环保的解决方案。同时不仅能降 低七水硫酸镁和氯碱生产成本，还能够保护环境，提高资源的利用率。
[0031] S1600加热、浓缩、过滤步骤:将所述反应生成液加热、浓缩、过滤后得到滤液，将所 述滤液用废硫酸调节PH值至4,加入硫酸镁晶种，冷却至30°C后结晶，得到硫酸镁结晶体和 母液；
[0032] 所述滤液包括硫酸镁。
[0033] 所述硫酸镁晶种包括向饱和状态下的滤液中加入的固体硫酸镁。加入硫酸镁晶种 的有益效果为:首先加入晶种是为了使硫酸镁的结晶速度加快，从而提高结晶效率;其次加 入晶种可以减少晶核的产生，使析出的晶体在其表面生长，从而达到减少结晶体数量，增大 硫酸镁的颗粒粒径。
[0034] 所述母液包括硫酸镁。
[0035] 经过发明人的多次试验，当反应液的PH为4时，转化效率最佳。
[0036] S1800分离、干燥步骤：用离心机分离出所述硫酸镁结晶体，将离心分离出的硫酸 镁结晶体在50~55°C下气流干燥得到七水硫酸镁。
[0037] 可选地，根据本发明的一个实施方式，所述S1300悬浮液固液分离步骤之后，S1500 硫酸镁合成步骤之前，进一步包括S1400清洗、收集步骤:清洗所述氢氧化镁固体，收集所述 氯化钙滤液。本步骤中，把收集的氢氧化镁固体粗品用工业水进行洗涤，进一步除去沾附在 氢氧化镁表面能溶于水的无机盐份（如：氯化钙、氯化钠等），以提高反应速度和产品的纯 度。氯化钙滤液收集后用于生产商品氯化钙，以降低企业的生产成本，提高资源的利用率。 [0038]可选地，根据本发明的一个实施方式，S1600步骤之后，进一步包括S1700母液回收 步骤:收集S1600步骤得到的母液，并将其返回至S1500硫酸镁合成步骤，用于制备氢氧化镁 滤饼，如此可以进一步提高原料的利用率，降低生产成本，保护生态环境。
[0039]可选地，根据本发明的一个实施方式，S1100步骤中，将所述电石渣浆用80目的不 锈钢网进行过滤，
[0040]过滤后的所述电石渣浆的加热温度为80°C。
[00411过滤后的所述电石渣浆的加热温度为80°C，以便S1200步骤中加快氢氧化钙