專利名稱：一種硫酸鎂除鈣的方法及高純硫酸鎂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)試劑制備方法領(lǐng)域，尤其是一種硫酸鎂除鈣的方法及高純硫酸鎂。
背景技術(shù)：
硫酸鎂，又名硫苦、苦鹽、瀉利鹽、瀉鹽，分子式MgSO4. 7H20相對(duì)分子量246. 47工業(yè)硫酸鎂一般指7水硫酸鎂，為白色細(xì)小的斜狀或斜柱狀結(jié)晶，無臭、味苦。相對(duì)密度1.68，CAS =10034-99-8ο硫酸鎂主要用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品、飼料、醫(yī)藥、肥料等方面，七水硫酸鎂MgSO4. 7H20 (大、中、小晶粒主含量在99. 5%以上)，質(zhì)量指標(biāo)七水硫酸鎂(工業(yè)級(jí))質(zhì)量指標(biāo)外觀白色顆粒主含量 99. 5%minMgS0448. 59%minMg016. 24%minMg9. 80%minPH(5ff/V%Sol)5-9 鐵含量(Fe)O. 0015%max 氯含量(Cl)O. 015%max 重金屬(Pb)O. 0008%max 砷含量(As)O. 0002%max 水不溶物 0. 01%max 顆粒大小(mm) O. 1-1,0. 2-3 其中 Ca 為 O. 05%。目前高純硫酸鎂一般是由工業(yè)級(jí)硫酸鎂經(jīng)過純化獲得，工業(yè)級(jí)硫酸鎂中含有眾多雜質(zhì)，如鉀鹽、鈉鹽、鈣鹽等其他金屬鹽類雜質(zhì),在去除這些雜質(zhì)的過程中，一般雜質(zhì)相對(duì)而言比較容易去除，而由于鈣和鎂為同族元素，化學(xué)性質(zhì)十分相似，在純化過程中，雜質(zhì)鈣鹽很難從終成品中除去，導(dǎo)致產(chǎn)品中鈣含量超標(biāo)。據(jù)檢索，發(fā)現(xiàn)如下關(guān)于硫酸鎂的制備方法的專利文獻(xiàn)，其中CN101885498A公開了一種高純硫酸鎂的制備方法，制備的如下制備的如下(I)高純氧化鎂和硫酸反應(yīng)將高純氧化鎂放入小白瓷罐中，加蒸餾水將高純氧化鎂攪成糊狀，高純氧化鎂與蒸餾水的質(zhì)量比為1: 1，然后將事先配制稀硫酸溶液滴入氧化鎂溶液中，劇烈反應(yīng)且伴有泡沫，待泡沫減少時(shí)，停止加酸，靜量，過濾得到溶液A ; (2)除去雜質(zhì)，重結(jié)晶提純將溶液A用高純硫酸將PH調(diào)至7 8. 5，過濾得溶液B ； (3)濃縮結(jié)晶得到高純硫酸鎂將溶液B倒入玻璃燒杯中，加熱濃縮，用硫酸調(diào)PH5 6，加熱溫度160 180°C，濃液至相對(duì)密度控制在18 22Be，將濃縮結(jié)晶甩干，移入唐瓷盤中，在電烘箱中低溫干燥，干燥溫度40 55°C，時(shí)間3 4小時(shí)，得到高純硫酸鎂。CN101648722公開了一種硫酸鎂及其制造方法，其化學(xué)分子式為=MgSO4. ηΗ20，其中η是O. O 5. O之間的任意值，采用如下步驟制造而成1.將化工副產(chǎn)硫酸、工業(yè)濃硫酸、水和氧化鎂粉均勻陸續(xù)加入到反應(yīng)混合器中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌喜⒒瘜W(xué)反應(yīng)，調(diào)制成料漿，工業(yè)濃硫酸和水的加入量根據(jù)化工副產(chǎn)硫酸的濃度而定；控制反應(yīng)料漿的干稀度及出口處溫度；2.將反應(yīng)調(diào)制好后的料漿進(jìn)一步反應(yīng)熟化，并利用自身的反應(yīng)熱將料漿烘干固化，停留固化時(shí)間控制在20分鐘 90分鐘；3.將熟化好的物料經(jīng)整形冷卻包裝，即成。CN102757072A公開了一種制備七水硫酸鎂的工藝，包括下列步驟(1)破碎、磨礦將鉀鎂肥車間的尾礦或者鉀鎂肥車間的尾礦選礦精礦破碎，然后進(jìn)行磨礦，磨礦后，礦石粒度為？2mm的質(zhì)量含量為50% 80% ； (2)熱熔將步驟(I)所得破碎磨礦后的礦石與來自瀉痢鹽田的飽和鹵水以及淡水按照礦石鹵水淡水質(zhì)量比=1 : O O. 4 I 3的比例加入熱溶槽,在攪拌下加熱到50 90°C，過濾，濾渣排至鉀混鹽鹽田，濾液送入結(jié)晶工序；(3)結(jié)晶將步驟(2)所得熱濾液送至結(jié)晶器中，按照淡水濾液質(zhì)量比=0. 01 O. 05 I的比例加入76 85°C的淡水，在結(jié)晶器內(nèi)攪拌10 30小時(shí)，然后降溫至10 30°C，得料漿；(4)離心分離將步驟(3)所得料漿導(dǎo)入離心機(jī)離心分離，得到濾餅，濾液返回瀉痢鹽田；(5)濾餅洗滌干燥將步驟(4)所得濾餅按照濾餅洗滌劑七水硫酸鎂飽和母液質(zhì)量比=1 : O.1 O. 3的比例進(jìn)行洗滌，過濾，濾液返回作為洗滌劑重復(fù)利用3次后送入瀉痢鹽田，濾餅在40 50°C干燥2 4小時(shí)，即得七水硫酸鎂產(chǎn)品。CN102631697A公開了一種硫酸鎂干片的制備及檢驗(yàn)方法，它是醫(yī)用材料作為載體，浸透硫酸鎂溶液的醫(yī)用材料經(jīng)60°C — 100°C干燥，控制硫酸鎂干片中的水分< 10% ;每10平方厘米硫酸鎂干片中的硫酸鎂MgS04 · 7H20含量在O. 25g-0. 50g/±0. 07使用時(shí)加水至濕潤(rùn)至不滴水狀態(tài)。(每10平方厘米加水約ImL)。本發(fā)明公開的硫酸鎂干片質(zhì)量檢測(cè)方法對(duì)硫酸鎂干片成品的質(zhì)量控制更為有效，方法精密度、穩(wěn)定性、重復(fù)性均較高。能有效控制產(chǎn)品的質(zhì)量，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定一致，從而保證產(chǎn)品的安全有效。上述專利文獻(xiàn)涉及的方法沒有從根本排除硫酸鎂中鈣鹽雜質(zhì)，不能解決鈣雜質(zhì)的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種除鈣效果好、工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和的硫酸鎂除鈣的方法。本發(fā)明還提供一種高純硫酸鎂，其鈣雜質(zhì)的含量?jī)H為O. 00038%左右。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下一種硫酸鎂除鈣的方法，步驟如下
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⑴在反應(yīng)釜中加入水，攪拌條件下加入硫酸鎂形成硫酸鎂溶液；⑵在硫酸鎂溶液中加入氫氟酸，加入的同時(shí)進(jìn)行攪拌；⑶靜置，過濾，除去CaF2 ；⑷放冷結(jié)晶，結(jié)晶甩干，獲得高純硫酸鎂。而且，所述水硫酸鎂的重量比為1:2_3。而且，所述水硫酸鎂的重量比為I '2. 44。而且，所述硫酸鎂氫氟酸的重量比為80-90:1，最佳為84.6:1。而且，所述靜置時(shí)間6-8小時(shí)。而且，所述高純硫酸鎂的鈣雜質(zhì)的含量為O. 0002%-0. 0006%，其純度達(dá)到99. 99%。而且，所述硫酸鎂為工業(yè)級(jí)硫酸鎂。而且，所述加入氫氟酸時(shí)與靜置時(shí)硫酸鎂溶液的溫度為70-80°C。一種高純硫酸鎂，鈣雜質(zhì)的含量為O. 0002%-0. 0006%ο而且，其純度為99. 99%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1、本發(fā)明的方法在充分分析了硫酸鎂中各種雜質(zhì)的理化性質(zhì)之后，選擇不同的酸試劑對(duì)其進(jìn)行除雜實(shí)驗(yàn)，通過分析鎂鹽與雜質(zhì)鹽尤其是鈣鹽在成鹽時(shí)的平衡常數(shù)(溶度積KSP)，獲得一種效果最好、用量最少的除鈣的試劑氫氟酸，經(jīng)過本方法除鈣后，成品硫酸鎂的鈣雜質(zhì)的含量?jī)H為O. 00038%，滿足特殊行業(yè)的要求，提高了硫酸鎂的附加值。
2、本發(fā)明提供的高純硫酸鎂其鈣雜質(zhì)的含量?jī)H為O. 0003%-0. 0005%,純度達(dá)到99. 99%，其中硫酸鎂其他雜質(zhì)含量最多參照工業(yè)級(jí)硫酸鎂雜質(zhì)含量，或者比工業(yè)級(jí)硫酸鎂雜質(zhì)的更少，從根本上提高了硫酸鎂的品質(zhì)，擴(kuò)大了硫酸鎂的使用范圍。3、本發(fā)明提供的方法中涉及的各原料配比范圍均為其最合理的配比，以該配比添加的原料所形成的溶液在除雜過濾后可直接形成硫酸鎂晶體，剩余的溶液還可以再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，不浪費(fèi)任何原料，最終也沒有物料損失。4、本發(fā)明的方法是一種工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)方法，步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，無三廢排放，綠色環(huán)保，符合節(jié)能減排的要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明體積的百分比沒有特殊說明均為重量百分比，所用原料均為市售。一種高純硫酸鎂(七水硫酸鎂MgSO4. 7H20),其中鈣雜質(zhì)的含量為
O.0003%-0. 0005%，其純度達(dá)到99. 99%，其他雜質(zhì)含量最多參照工業(yè)級(jí)硫酸鎂雜質(zhì)含量，或者比工業(yè)級(jí)硫酸鎂雜質(zhì)的更少，因?yàn)槠渌s質(zhì)的去除方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以按照現(xiàn)有技術(shù)來進(jìn)行選擇性除去。實(shí)施案例一種硫酸鎂除鈣的方法，步驟如下⑴在反應(yīng)釜中加 入450kg水，攪拌條件下加入工業(yè)級(jí)硫酸鎂(MgSO4. 7H20)1100kg,使其充分溶解，形成硫酸鎂溶液，在攪拌溶解同時(shí)也可升溫至70-80°C，加快硫酸鎂的溶解速率；⑵在硫酸鎂溶液中加入40wt%的氫氟酸30ml，加入的同時(shí)進(jìn)行攪拌，加入完成后再持續(xù)攪拌O. 5小時(shí)，加入時(shí)氫氟酸時(shí)溶液溫度需保持在70-80°C之間；加入氫氟酸后，氫氟酸會(huì)與溶液中的Ca等其他雜質(zhì)形成沉淀，過濾將其除去；其他金屬離子也會(huì)一并除去，由于溶度積KSP的差異，氟化鈣更容易形成沉淀而被除掉，因此，能夠?qū)a除去。⑶保持70_80°C，靜置時(shí)間6-8小時(shí)，靜置時(shí)間可以調(diào)節(jié)，最佳時(shí)間是靜置6小時(shí)；⑷靜置結(jié)束后，過濾，過濾采用3層濾紙，過濾除去CaF2 ；(5)過濾后放冷結(jié)晶，結(jié)晶甩干，獲得高純硫酸鎂；(6)最后對(duì)獲得硫酸鎂進(jìn)行指標(biāo)檢驗(yàn)，其純度達(dá)到99. 99%，其中鈣雜質(zhì)的含量為
O.00040%ο
權(quán)利要求
1.一種硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于步驟如下 (I)在反應(yīng)釜中加入水，攪拌條件下加入硫酸鎂形成硫酸鎂溶液； ⑵在硫酸鎂溶液中加入氫氟酸，加入的同時(shí)進(jìn)行攪拌； ⑶靜置，過濾，除去CaF2 ； ⑷放冷結(jié)晶，結(jié)晶甩干，獲得高純硫酸鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述水硫酸鎂的重量比為1:2-3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述水硫酸鎂的重量比為I 2. 44。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述硫酸鎂氫氟酸的重量比為80-90:1，最佳為84. 6:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述靜置時(shí)間6-8小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述高純硫酸鎂的鈣雜質(zhì)的含量為O. 0002%-0. 0006%，其純度達(dá)到99. 99%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述硫酸鎂為工業(yè)級(jí)硫酸鎂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸鎂除鈣的方法，其特征在于所述加入氫氟酸時(shí)與靜置時(shí)硫酸鎂溶液的溫度為70-80°C。
9.一種高純硫酸鎂，其特征在于鈣雜質(zhì)的含量為O. 0002%-0. 0006%ο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高純硫酸鎂，其特征在于其純度為99.99%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫酸鎂除鈣的方法及高純硫酸鎂，步驟如下⑴在反應(yīng)釜中加入水，攪拌條件下加入硫酸鎂形成硫酸鎂溶液；⑵在硫酸鎂溶液中加入氫氟酸，加入的同時(shí)進(jìn)行攪拌；⑶靜置，過濾，除去CaF2；⑷放冷結(jié)晶，結(jié)晶甩干，獲得高純硫酸鎂。本發(fā)明提供的方法中涉及的各原料配比范圍均為其最合理的配比，以該配比添加的原料所形成的溶液在除雜過濾后可直接形成硫酸鎂晶體，剩余的溶液還可以再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，不浪費(fèi)任何原料，最終也沒有物料損失。
文檔編號(hào)C01F5/40GK103058235SQ20131002240
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者蘇學(xué)松 申請(qǐng)人:天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司