CN101734688A - 一种十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺，其包括以下步骤：(1)热水溶矿；(2)冷冻兑卤混合液，恒温结晶，制十水硫酸钠；(3)负压减水浓缩提硝母液；(4)冷却浓缩母液，恒温结晶，制七水硫酸镁。本发明工艺流程简单，减少了现有工艺的析白钠镁矾过程，能耗低，操作简便，产品生产成本低，经济效益好。
Description
技术领域
本发明涉及一种十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺，尤其是涉及一种分离含白钠镁矾的盐湖盐制取十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺。
背景技术
目前，已知的含硫酸钠的矿物有十多种，其中最常见的并具有工业价值的有芒硝、无水芒硝、钙芒硝、白钠镁矾4种工业矿物和盐湖卤水。此外，还有碳酸芒硝、钾芒硝、芒硝碱、钠镁芒硝、硫钠硝石、钠镁矾等。
我国是硫酸钠资源极为丰富的国家，硫酸钠广泛地分布于青海、四川、湖南、内蒙古、云南、西藏、湖北、江苏、新疆、安徽、山西、甘肃、山东、陕西等14个省区。
目前，一般研究工作的重点是如何将硫酸钠从矿中分离和如何由溶液中的硫酸钠转变为结晶硫酸钠，而对镁盐较高的矿床研究较少。
针对含镁较高的矿床，现有工艺路线有氢氧化钠法提纯法、碳酸钠法提纯法、氢氧化钠加碳酸钠提纯法、冷却结晶法等。
氢氧化钠提纯法：是在溶解了的芒硝和白钠镁矾溶液中加入氢氧化钠，使其与溶液中的硫酸镁发生反应生成氢氧化镁沉淀，然后在浓缩除镁后的母液中结晶硫酸钠，从而达到硫酸钠、硫酸镁分离。
碳酸钠提纯法：是在溶解了的芒硝和白钠镁矾溶液中加入碳酸钠，使其与溶液中的硫酸镁发生反应生成碳酸镁和碱式碳酸镁沉淀，然后在浓缩除镁后的母液中结晶硫酸钠，从而达到硫酸钠、硫酸镁分离。
氢氧化钠加碳酸钠提纯法：是在溶解了的芒硝和白钠镁矾溶液中加入氢氧化钠和碳酸镁，使其与溶液中的硫酸镁发生反应生成碱式碳酸镁镁沉淀，然后在浓缩除镁后的母液中结晶硫酸钠，从而达到硫酸钠、硫酸镁分离。
上述两种方法属于化学方法，其实质是加入化学药剂使得镁离子变成不溶于水的沉淀，从而实现硫酸钠、硫酸镁的分离，但得到的产品不是硫酸镁，而是碳酸镁、碱式碳酸镁或氢氧化镁。此两类方法需要加入大量化学试剂，生产成本过高。
冷却结晶法：该法为物理方法，不加入任何碱和盐类，而是根据不同温度下硫酸钠、硫酸镁的溶解结晶性质进行分离。但现有工艺一般有白钠镁矾析出过程，且能耗高，目前未见有产业化报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简便，能耗低，分离含白钠镁矾的盐湖盐制取十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其包括以下步骤：(1)热水溶矿：用30～60℃热水溶解含白钠镁矾的盐湖盐矿，热水与盐湖盐矿的重量配比为1～2∶1，过滤，得溶矿清液，所述溶矿清液一般含硫酸钠200～300g/l，含硫酸镁50～100g/l；(2)冷冻兑卤混合液，恒温结晶，制十水硫酸钠：将溶矿清液与上批提镁母液按重量比4～10∶1混合，冷冻至-5～10℃，恒温结晶110～130分钟，过滤分离，得十水硫酸钠；(3)负压减水浓缩提硝母液：在-0.08～-0.05MPa的负压下，升温，使提取十水硫酸钠后的母液沸腾，蒸发减水，沸腾温度40～60℃，减水量为原液总重量的40～60％；(4)冷却浓缩母液，恒温结晶，制七水硫酸镁：冷却至15～25℃，恒温结晶110～130分钟，得七水硫酸镁。
所述原料盐湖盐宜为含硫酸钠和硫酸镁的质量比为0.5～6的混盐或复盐。
本发明工艺过程不包括析白钠镁矾过程，不包含化学反应(现有工艺包含化学除镁过程)。
本发明工艺流程简单，与现有工艺相比，减少了工艺过程析白钠镁矾过程，能耗低，操作简便，生产成本低，经济效益好，可以充分利用硫酸钠、硫酸镁资源。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例为开始生产，无提镁母液返回实例。
(1)取内蒙某盐湖白钠镁矾矿，含硫酸钠42.28％，硫酸镁16.94％，杂质氯化钠0.26％，水不溶物12％，称矿3.7吨，加40℃热水4.4吨，溶解1小时，过滤，得溶矿清液，溶矿清液含硫酸钠259.88g/l，硫酸镁93.23g/l，氯化钠1.64g/l；(2)取溶矿清液1.2m3降温至5℃，恒温结晶115分钟，过滤分离，得结晶十水硫酸钠532Kg，离心湿基产品含硫酸钠42.34％，硫酸镁0.70％，氯化钠0.18％，得提硝母液0.79m3，共920Kg；(3)提硝母液加入蒸发罐，升温、减压、减水，当系统压力在-0.06MPa时，溶液沸腾温度55℃，系统减水至溶液重量450Kg时出料，此时溶液密度1.38g/l；(4)浓缩母液冷却降温至20℃，恒温结晶125分钟，离心分离，得七水硫酸镁102Kg，离心湿基产品含硫酸镁47.41％，硫酸钠0.78％，氯化钠0.14％。
另得提镁母液0.25m3，提镁母液与溶矿清液兑卤进行下一批生产。
实施例2
本实施例为正常生产，提镁母液全返回的实例。
(1)取内蒙某盐湖白钠镁矾矿，含硫酸钠32.43％，硫酸镁8.73％，杂质氯化钠0.54％，水不溶物20％，称矿3.7吨，加清水4.0吨，于45℃下溶解1小时，过滤，得溶矿清液；(2)取溶矿清液1.02m3与上批提镁母液0.18m3兑卤混合，兑卤液降温至0℃，恒温结晶125分钟，过滤分离，得结晶十水硫酸钠580Kg，离心湿基产品含硫酸钠41.60％，硫酸镁0.56％，氯化钠0.13％，得提硝母液0.81m3，共980Kg；(3)提硝母液加入蒸发罐，升温、减压、减水，当系统压力在-0.07MPa时，溶液沸腾温度50℃，系统减水至溶液重量490Kg时出料，此时溶液密度1.38g/l；(4)浓缩母液冷却降温至25℃，恒温结晶115分钟，离心分离，得七水硫酸镁156Kg，离心湿基产品含硫酸镁48.11％，硫酸钠0.87％，氯化钠0.14％，得提镁母液0.28m3。
所述百分比均为重量百分比。
Claims (2)
1.一种十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)热水溶矿：用30～60℃热水溶解含白钠镁矾的盐湖盐矿，热水与盐湖盐矿的重量配比为1～2∶1，过滤，得溶矿清液，溶矿清液含硫酸钠200～300g/l，含硫酸镁50～100g/l；(2)冷冻兑卤混合液，恒温结晶，制十水硫酸钠：溶矿清液与上批提镁母液混合重量比为4～10∶1，冷冻至-5～10℃，恒温结晶110～130分钟，过滤分离，得十水硫酸钠；(3)负压减水浓缩提硝母液：在-0.08～-0.05MPa的负压下，升温，使提取十水硫酸钠后的母液沸腾，蒸发减水，沸腾温度40～60℃，减水量为原液总重量的40～60％；(4)冷却浓缩母液，恒温结晶，制七水硫酸镁：冷却至15～25℃，恒温结晶110～130分钟，得七水硫酸镁。
2.根据权利要求1所述的十水硫酸钠和七水硫酸镁的生产工艺，其特征在于，所述含白钠镁矾的盐湖盐为硫酸钠和硫酸镁的质量比在0.5～6的混盐或复盐。
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