本發(fā)明涉及高純六水硫酸鎂的生產(chǎn)技術(shù)，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(shù)：
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(jié)晶鹽。純度在99％以上的高純硫酸鎂類產(chǎn)品一般是通過對(duì)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(jié)晶。粗鎂產(chǎn)品是通過鹽田鹵水蒸發(fā)得到的，它被精制時(shí)的溶解過程往往需要在60℃以上的條件下進(jìn)行，并且還需要在保溫條件下澄清一段時(shí)間，然后在45℃以上的環(huán)境中蒸發(fā)和結(jié)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(qiáng)制蒸發(fā)設(shè)備，需要提供能量用于大量氣化潛熱的消耗，因此能耗和設(shè)備成本較高，操作及工藝控制也比較復(fù)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(dāng)制備純度≥99％的高純硫酸鎂類產(chǎn)品時(shí)，有必要考慮在技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。根據(jù)這些技術(shù)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(jié)晶精制環(huán)節(jié)、簡(jiǎn)化工藝，并且充分利用太陽能源來用于鹵水的濃縮結(jié)晶、避免使用強(qiáng)制蒸發(fā)的設(shè)備以有效地降低能耗。
技術(shù)實(shí)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(jié)晶的精制環(huán)節(jié)，并避免使用機(jī)械蒸發(fā)設(shè)備。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)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(cè)鹵水中Mg2+和SO42-等兩種離子的質(zhì)量含量，控制鹵水中離子質(zhì)量比Mg2+:SO42-＝1:1.20-1.91，如果質(zhì)量比Mg2+:SO42-<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(zhì)量比Mg2+:SO42->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(shí)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(shí)，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(cè)鹵水中Na+和SO42-兩種離子的質(zhì)量含量變化，當(dāng)鹵水中離子質(zhì)量比Na+:SO42-＝1:2.25-2.70時(shí)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(dāng)鹵水中離子質(zhì)量比達(dá)到Na+:SO42-＝1:2.71-4.34時(shí)，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(yīng)釜中；
e)在加熱反應(yīng)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(shí)，然后分離并排出加熱反應(yīng)釜底部沉積的雜鹽；
f)在加熱反應(yīng)釜中將鹵水溫度降低至20-35℃并保溫6-36小時(shí)；
g)排放掉加熱反應(yīng)釜中的鹵水，收集加熱反應(yīng)釜中此時(shí)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(yīng)為Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中離子的質(zhì)量比Cl-:Na+＝1:0.16-0.57、質(zhì)量比K+:Na+<1:20。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于工藝簡(jiǎn)單、易于操作；由于在加熱反應(yīng)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(yīng)釜的熱源可以是來自太陽池、太陽能集熱器、地?zé)?、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(jié)晶精制制備六水硫酸鎂或七水硫酸鎂的技術(shù)相比，本發(fā)明能夠省略溶解和重結(jié)晶環(huán)節(jié)，從鹵水中直接提取高純六水硫酸鎂，顯著地簡(jiǎn)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(yīng)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(jī)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(chǔ)上還能夠有效地避免物料的浪費(fèi)、在常規(guī)鹽田生產(chǎn)的基礎(chǔ)上獲得高純產(chǎn)品的收益。
綜上，本發(fā)明流程簡(jiǎn)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(shì)明顯、實(shí)用性強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
以下通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)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-,SO42--H2O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質(zhì)量含量Na+為1.08％、K+為0.04％、Mg2+為0.13％、Cl-為1.94％、SO42-為0.27％，即離子的質(zhì)量比Cl-:Na+＝1:0.56、質(zhì)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(yīng)釜，包括如下步驟：
a)將鹵水灌入鹽池中，檢測(cè)鹵水中Mg2+和SO42-等兩種離子的質(zhì)量含量，鹵水中離子質(zhì)量比Mg2+:SO42-＝1:2.08，即質(zhì)量比Mg2+:SO42-<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(zhì)量比控制在Mg2+:SO42-＝1:1.90，之后鹵水靜置36小時(shí)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(shí)，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(cè)鹵水中Na+和SO42-等兩種離子的質(zhì)量含量變化；
d)當(dāng)鹵水中離子質(zhì)量比Na+:SO42-＝1:2.50時(shí)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(zhì)量比達(dá)到Na+:SO42-＝1:3.01，收集此時(shí)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(yīng)釜中；
e)在加熱反應(yīng)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(shí)，然后分離并排出加熱反應(yīng)釜底部沉積的雜鹽；
f)在加熱反應(yīng)釜中將鹵水溫度降低至30℃并保溫30小時(shí)；
g)排放掉加熱反應(yīng)釜中的鹵水，收集加熱反應(yīng)釜中此時(shí)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(dāng)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(dá)到了99.9％，從加熱反應(yīng)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(jī)鹽。
實(shí)施例2
方法流程與實(shí)施例1相同，不同之處在于作為原料的鹵水取自春季時(shí)山西省運(yùn)城鹽湖的曬鹽池中的鹵水，該鹵水屬于Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質(zhì)量含量Na+為0.26％、K+為0、Mg2+為0.59％、Cl-為1.61％、SO42-為0.71％，即離子的質(zhì)量比Cl-:Na+＝1:0.16、質(zhì)量比K+:Na+＝0；原料的鹵水中離子質(zhì)量比Mg2+:SO42-＝1:1.19，即質(zhì)量比Mg2+:SO42->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(zhì)量比控制在Mg2+:SO42-＝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(dāng)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(dá)到了99.6％，從加熱反應(yīng)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(jī)鹽。
實(shí)施例3
方法流程與實(shí)施例1相同，不同之處在于作為原料的鹵水取自山西省運(yùn)城市鹽湖中的鹵水，該鹵水屬于Na+,K+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O水鹽體系型鹵水，并且鹵水中主要離子的質(zhì)量含量Na+為4.44％、K+為0、Mg2+為3.92％、Cl-為12.38％、SO42-為7.98％，即離子的質(zhì)量比Cl-:Na+＝1:0.36、質(zhì)量比K+:Na+＝0；原料的鹵水中離子質(zhì)量比Mg2+:SO42-＝1:2.04，即質(zhì)量比Mg2+:SO42-<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(zhì)量比控制在Mg2+:SO42-＝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(dāng)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(dá)到了99.9％，從加熱反應(yīng)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(jī)鹽。