CN1035096A - 高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法 - Google Patents

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Abstract

一种类似海水体系苦卤化工生产氯化钾过程中 废渣高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法，将高温盐配制 成高温盐浆、经溢流分离器分离，分离后的硫酸镁再 经转化洗涤分离生产含二水至七水的硫酸镁水合物， 或者高温盐浆先转化后再经溢流分离器分离，分离后 产物再精制成硫酸镁和氯化钠，硫酸镁收率达89％ 以上，氯化钠收率达92％以上，本发明方法不加任何 添加剂，无三废污染，技术可靠，投资省，经济效益十 分显著，适用于苦卤化工厂高温盐的综合利用。

Description

本发明属于类似海水体系苦卤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释释高温盐，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的硫酸镁颗粒不同、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，一水和七水硫酸镁里镁乳状，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。
本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠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。也可采用先转化后精制的方法，高温盐加苦卤或混合卤转化洗涤经溢流分离器，分离得粗镁乳和粗盐浆，粗镁乳和粗盐浆分别精制硫酸镁和氯化钠产品，工艺流程见附图1、2、3。
本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法，其工艺流程之一为从苦卤化工厂废渣高温盐为原料，取一定量不同硫酸镁/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的高温盐浆，从先充满粗镁澄清液的溢流分离器的上部加入，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含物即为最终产品；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高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，从上述过程中的产出的粗镁澄清液，粗镁分液、精镁分液，粗盐分液，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。
本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法其工艺流程之二为取定量高温盐加入一定量的苦卤，苦卤加入量是根据高温盐硫酸镁/氯化钠比值不同时，根据其组成加水量为粗镁转化成含不同结晶水硫酸镁和高温盐内固相杂质完全溶解时的理论加水量的100～105％，并根据Na+·Mg+/CL-·SO4 -25℃时溶解度数据折算出苦卤加入量，这样配制成的高温盐浆在转化器内经40～60分钟的搅拌转化，温度控制在10～100℃范围，同样可得到含二水至七水的硫酸镁水合物，其结果是苦卤内的水份被转化成硫酸镁的结晶水和洗涤杂质的双重作用，以此达到提高苦卤浓度，使以后蒸发时节约蒸汽，降低能耗的目的，转化后的高温盐浆同样通过溢流分离器分离，控制流速为1.2～7.1M/h，分离所得粗镁乳经浓缩澄清得粗镁浆和粗镁澄清液，粗镁浆经分离得粗镁和粗镁分液，粗镁再经加水洗涤分离得含二水至七水的硫酸镁产品和精镁分液，从溢流分离器底部排出的粗盐浆经精制得氯化钠产品，其精制工序同流程之一，同样从上述过程中产出的各种分液合并一起为附生卤，送至氯化钾车间循环使用，其最后结果镁的收率可达89％以上，钠的收率可达92％以上。
参照附图3，本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠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)、下料进口(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，所述分配管(6)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，粗镁澄清液由下进料口(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。
本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法，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
本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法两种工艺流程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，建一个6000吨钾厂需投资3000万元，偿还期八年之久，全国目前对高温盐的利用只有近20％，若将高温盐全部利用，可多产出20万吨氯化钾和20万吨氯化钠，若建一个20万吨的日晒盐场，需投资5000万元，偿还期十年之久，若本发明全面实施，国家只需投资1250万元，这样国家可节省投资为：
3000万元+5000万元-1250万元＝6750万元盐若按工业盐价77元/吨，成本40元/吨算，硫酸镁按化肥价160元/吨，成本40元/吨算，计算产值为：
20万吨×77元/吨＝1540万元
                              合计为4740万元
20万吨×160元/吨＝3200万元
    (77-40)元/吨×20万吨＝740万元年利润为
    (160-40)元/吨×20万吨＝2400万元合计为3140万元。从效益看投资半年即可回收，因此本发明高温盐制硫酸镁和氯化钠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为高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法先分离后转化精制的流程示意图。
附图2为上述方法先转化后分离精制的流程示意图。
附图3为溢流分离器结构示意图。
实施例见表1。表1：注：粗盐精制条件省略。
页   行     补    正    前     补    正    后
 3说明书 1345 13174147 加水释释高温盐氯化钠的硫酸镁加水洗涤分离得合格的……控制流速恰好使粗镁乳……20万吨氯化钾和20万吨氯化钠 稀释氯化钠与硫酸镁加水洗涤分离干燥得合格的…恰好20万吨硫酸镁和20万吨氯化钠

Claims (3)

1、一种高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法，它是综合利用苦卤化工废渣高温盐的方法，本发明特征在于将高温盐用粗镁澄清液或苦卤配制成高温盐浆，在转化器内转化后，通过溢流分离器进行分离，分离后的粗镁乳，粗盐浆各自通过精制工序生产含二水至七水的硫酸镁产品和氯化钠产品；或高温盐浆先通过溢流分离器分离，分离后的粗镁乳再经转化和精制生产含二水至七水的硫酸镁产品，粗盐浆精制生产氯化钠产品；主要工艺条件为：
a、高温盐浆固液比：1∶0.5～1∶5。
b、溢流分离器内液体流速：1.2～7.1M/h
c、转化时间：40～60分钟；
d、转化温度：10～100℃。
2、一种高温盐制硫酸镁和氯化钠的溢流分离装置，其特征在于它是由主体(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。
3、根据权利要求1和2所述高温盐制硫酸镁和氯化钠的方法及其溢流分离装置，其特征在于溢流分离流程为高温盐浆从上加料管(2)加入，粗镁澄清液由下进料口(5)进入，经分配管(6)均匀进入粗盐浆储料器(7)的下部，以1.2～7.1M/h速度上升，粗镁乳从上溢流口(4)流出，粗盐浆从底排料口(8)排出。
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