CN110668478B - 一种制备4n级氯化镁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种制备4N级氯化镁的方法以含镁的脱色制溴废液为料液、P507为萃取剂、TOPO为改性剂；由3个步骤段组成，分别为满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaK/Mg和分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe；直接制备4N级氯化镁溶液。目标产品4N级氯化镁溶液的纯度为99.993％～99.998％，镁的收率为97％～99％。本发明具有产品纯度高、镁的收率高、试剂消耗少、分离效率高、工艺流程短、生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明一种制备4N级氯化镁的方法，具体涉及以含镁的脱色制溴废液为料液、P507为萃取剂、TOPO为改性剂，分离除去料液中的钠、钾、钙、钡、铅、铝、铁等金属元素，以及分离除去硫、硼、硅等非金属元素，直接制备4N级氯化镁溶液。本发明的具体技术领域为4N级氯化镁的制备。
背景技术
工业化制溴过程中必定产生一种组成较复杂、镁含量较高的废液，该废液已经成为提取镁的重要资源。从制溴废液提取氯化镁的一般工艺流程为：氧化法脱色、氯化钡沉淀法除硫、离子交换法除硼、碳酸钠沉淀法除钡和钙、硫化钠沉淀法除重金属、浓缩结晶，最后获得2N级氯化镁产品。不难发现，现有从制溴废液提取氯化镁的方法存在工艺流程长、操作繁琐(沉淀、过滤和洗涤)、产品纯度较低(2N级)生产成本高等不足。
本发明针对从制溴废液提取氯化镁的现有方法存在工艺流程长、操作繁琐、产品纯度较低、生产成本高等不足，提出一种工艺流程短、氯化镁产品纯度高、生产成本低的方法，以含镁的脱色制溴废液为料液直接制备4N级氯化镁溶液。
发明内容
本发明一种制备4N级氯化镁的方法针对从制溴废液提取氯化镁的现有方法存在工艺流程长、操作繁琐、产品纯度较低、生产成本高等不足，提供一种从含镁的脱色制溴废液中直接制备4N级氯化镁溶液的方法。
本发明一种制备4N级氯化镁的方法，以含镁的脱色制溴废液为料液、2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯己基膦酸(简称P507)为萃取剂、三辛基氧化磷(简称TOPO)为改性剂，分离除去料液中的钠、钾、钙、钡、铅、铝、铁等金属元素，以及分离除去硫、硼、硅等非金属元素，直接制备4N级氯化镁溶液。
本发明一种制备4N级氯化镁的方法由3个步骤段组成，分别为满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaK/Mg和分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe；满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取段实现NaKMg/CaBaPbAlFe分离，洗涤段实现NaK/MgCaBaPbAlFe分离；满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe以满载分馏萃取分离NaK/Mg进料级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe进料级获得的平衡水相为洗涤剂。满载分馏萃取分离NaK/Mg与分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe直接串联；满载分馏萃取分离NaK/Mg的出口有机相用作分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相，直接进入分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级；分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级出口水相用作满载分馏萃取分离NaK/Mg的洗涤剂。
本发明一种制备4N级氯化镁的方法的3个步骤具体如下：
步骤1：满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe
步骤1为满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe，萃取段实现NaKMg/CaBaPbAlFe分离，洗涤段实现NaK/MgCaBaPbAlFe分离。以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，含镁的脱色制溴废液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级获得的平衡水相为洗涤剂。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级获得的平衡负载P507有机相从第1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，含镁的脱色制溴废液从进料级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级获得的平衡水相从最后1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系。从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液，用作步骤2满载分馏萃取分离NaK/Mg的料液；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的料液。
步骤2：满载分馏萃取分离NaK/Mg
步骤2为满载分馏萃取分离NaK/Mg，分离除去氯化镁溶液中的金属元素杂质钠和钾，以及非金属元素杂质硫、硼和硅。以皂化P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液为洗涤剂。皂化P507有机相为萃取有机相从第1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液从进料级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液从最后1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系。从NaK/Mg满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含S、B和Si的氯化钠和氯化钾混合溶液；分取NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级的平衡负载P507有机相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取有机相；从NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载镁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相。
步骤3：分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe
步骤3为分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe，实现镁与钙、钡、铅、铝、铁的分离。以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁的P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相为料液，8.0mol/L HCl为洗涤酸。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁的P507有机相从第1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相从进料级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，8.0mol/L HCl洗涤酸从最后1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系。从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得目标产品4N级氯化镁溶液，分取4N级氯化镁溶液用作步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系的洗涤剂；分取Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级的平衡水相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的洗涤剂；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载钙钡铅铝铁的P507有机相，经反萃后回收有价元素。
所述的P507有机相为P507与TOPO的煤油溶液，其中P507的浓度为1.0mol/L，TOPO的浓度为0.05mol/L。使用时，采用氨皂化和钠皂化对P507有机相进行皂化而获得皂化P507有机相。
所述的含镁的脱色制溴废液的相关元素浓度分别为：S 3.0g/L～7.0g/L、B0.010g/L～0.030g/L、Si 0.010g/L～0.030g/L、Na 3.0g/L～5.0g/L、K 0.010g/L～0.030g/L、Mg 70.0g/L～100.0g/L、Ca 0.050g/L～0.150g/L、Ba 0.010g/L～0.030g/L、Pb0.010g/L～0.030g/L、Al 0.10g/L～0.30g/L、Fe 0.10g/L～0.30g/L。
所述的4N级氯化镁溶液中的相关元素浓度分别为：S 0.00010g/L～0.00050g/L、B0.00010g/L～0.00030g/L、Si 0.00010g/L～0.00030g/L、Na 0.00020g/L～0.00080g/L、K0.00010g/L～0.00070g/L、Mg 92.0g/L～96.0g/L、Ca 0.0010g/L～0.0050g/L、Ba0.0005.0g/L～0.0020g/L、Pb 0.00010g/L～0.00030g/L、Al 0.00010g/L～0.00030g/L、Fe0.00010g/L～0.00030g/L。
本发明的有益效果：1)从含镁的脱色制溴废液中直接获得4N级氯化镁溶液。4N级氯化镁溶液通过浓缩结晶或沉淀等后处理，可以获得4N级氯化镁晶体、4N级磷酸镁晶体等一系列4N级含镁化合物。2)产品纯度高，镁的收率高：目标产品4N级氯化镁溶液的纯度为99.993％～99.998％，镁的收率为97％～99％。3)试剂零消耗少：满载分馏萃取分离NaK/Mg的出口有机相用作分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相，直接进入分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级，节约了分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的皂化碱。分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级出口水相用作满载分馏萃取分离NaK/Mg的洗涤剂，节约了满载分馏萃取分离NaK/Mg的洗涤酸。4)分离效率高：3个分离段(满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaK/Mg、分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe)分离除去了含镁的脱色制溴废液中的钠、钾、钙、钡、铅、铝、铁等金属杂质，以及硫、硼、硅等非金属杂质。5)工艺流程短：从含镁的脱色制溴废液直接制备4N级氯化镁的方法由3个分离段组成。满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe以满载分馏萃取分离NaK/Mg进料级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，因此满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe不需要皂化段；分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe进料级获得的平衡水相为洗涤剂，因此满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe不需要反萃段。满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe与满载分馏萃取分离NaK/Mg共享一个皂化段。满载分馏萃取分离NaK/Mg的出口有机相用作分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相，因此分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe不需要皂化段。满载分馏萃取分离NaK/Mg的出口有机相用作分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相，因此分馏萃取分离满载分馏萃取分离NaK/Mg不需要洗涤段。6)生产成本低：分离效率高，工艺流程短，试剂消耗少。
附图说明
图1：本发明一种制备4N级氯化镁的方法的工艺流程示意图。图1中，LOP表示负载有机相；W表示洗涤剂；4N Mg表示4N级氯化镁溶液。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种制备4N级氯化镁的方法作进一步描述。
实施例1
P507有机相为P507与TOPO的煤油溶液，其中P507的浓度为1.0mol/L，TOPO的浓度为0.05mol/L。使用时，采用氨皂化和钠皂化对P507有机相进行皂化而获得皂化P507有机相。
含镁的脱色制溴废液的相关元素浓度分别为：S 3.0g/L、B 0.010g/L、Si 0.010g/L、Na 3.0g/L、K 0.010g/L、Mg 70.0g/L、Ca 0.050g/L、Ba 0.010g/L、Pb 0.010g/L、Al0.10g/L、Fe 0.10g/L。
步骤1：满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第14级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，含镁的脱色制溴废液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第22级获得的平衡水相为洗涤剂。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第14级获得的平衡负载P507有机相从第1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，含镁的脱色制溴废液从第6级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第22级获得的平衡水相从第28级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系。从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液，用作步骤2满载分馏萃取分离NaK/Mg的料液；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第28级出口有机相获得负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的料液。
步骤2：满载分馏萃取分离NaK/Mg
以皂化P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液为洗涤剂。皂化P507有机相为萃取有机相从第1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液从第14级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液从第34级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系。从NaK/Mg满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含S、B和Si的氯化钠和氯化钾混合溶液；分取NaK/Mg满载分馏萃取体系第14级的平衡负载P507有机相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取有机相；从NaK/Mg满载分馏萃取体系第34级出口有机相获得负载镁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相。
步骤3：分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第34级获得的负载镁的P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第28级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相为料液，8.0mol/L HCl为洗涤酸。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第34级获得的负载镁的P507有机相从第1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第28级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相从22级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，8.0mol/L HCl洗涤酸从第42级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系。从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得目标产品4N级氯化镁溶液，分取4N级氯化镁溶液用作步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系的洗涤剂；分取Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第22级的平衡水相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的洗涤剂；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第42级出口有机相获得负载钙钡铅铝铁的P507有机相，经反萃后回收有价元素。
4N级氯化镁溶液中的相关元素浓度分别为：S 0.00010g/L、B 0.00010g/L、Si0.00010g/L、Na 0.00020g/L、K 0.00010g/L、Mg 92.0g/L、Ca 0.0010g/L、Ba 0.00050g/L、Pb 0.00010g/L、Al 0.00010g/L、Fe 0.00010g/L。氯化镁溶液的纯度为99.998％，镁的收率为97％。
实施例2
P507有机相为P507与TOPO的煤油溶液，其中P507的浓度为1.0mol/L，TOPO的浓度为0.05mol/L。使用时，采用氨皂化和钠皂化对P507有机相进行皂化而获得皂化P507有机相。
含镁的脱色制溴废液的相关元素浓度分别为：S 5.0g/L、B 0.020g/L、Si 0.020g/L、Na 4.0g/L、K 0.020g/L、Mg 85.0g/L、Ca 0.10g/L、Ba 0.030g/L、Pb 0.020g/L、Al0.20g/L、Fe 0.20g/L。
步骤1：满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，含镁的脱色制溴废液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第24级获得的平衡水相为洗涤剂。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级获得的平衡负载P507有机相从第1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，含镁的脱色制溴废液从第6级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第24级获得的平衡水相从第30级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系。从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液，用作步骤2满载分馏萃取分离NaK/Mg的料液；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级出口有机相获得负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的料液。
步骤2：满载分馏萃取分离NaK/Mg
以皂化P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液为洗涤剂。皂化P507有机相为萃取有机相从第1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液从第12级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液从第32级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系。从NaK/Mg满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含S、B和Si的氯化钠和氯化钾混合溶液；分取NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级的平衡负载P507有机相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取有机相；从NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级出口有机相获得负载镁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相。
步骤3：分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级获得的负载镁的P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相为料液，8.0mol/L HCl为洗涤酸。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级获得的负载镁的P507有机相从第1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相从24级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，8.0mol/L HCl洗涤酸从第42级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系。从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得目标产品4N级氯化镁溶液，分取4N级氯化镁溶液用作步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系的洗涤剂；分取Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第22级的平衡水相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的洗涤剂；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第42级出口有机相获得负载钙钡铅铝铁的P507有机相，经反萃后回收有价元素。
4N级氯化镁溶液中的相关元素浓度分别为：S 0.00030g/L、B 0.00020g/L、Si0.00020g/L、Na 0.00050g/L、K 0.00040g/L、Mg 94.0g/L、Ca 0.0030g/L、Ba 0.0010g/L、Pb0.00020g/L、Al 0.00020g/L、Fe 0.00020g/L。氯化镁溶液的纯度为99.995％，镁的收率为98％。
实施例3
P507有机相为P507与TOPO的煤油溶液，其中P507的浓度为1.0mol/L，TOPO的浓度为0.05mol/L。使用时，采用氨皂化和钠皂化对P507有机相进行皂化而获得皂化P507有机相。
含镁的脱色制溴废液的相关元素浓度分别为：S 7.0g/L、B 0.030g/L、Si 0.030g/L、Na 5.0g/L、K 0.030g/L、Mg 100.0g/L、Ca 0.150g/L、Ba 0.030g/L、Pb 0.030g/L、Al0.30g/L、Fe 0.30g/L。
步骤1：满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，含镁的脱色制溴废液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第24级获得的平衡水相为洗涤剂。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级获得的平衡负载P507有机相从第1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，含镁的脱色制溴废液从第6级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第24级获得的平衡水相从第30级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系。从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液，用作步骤2满载分馏萃取分离NaK/Mg的料液；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级出口有机相获得负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的料液。
步骤2：满载分馏萃取分离NaK/Mg
以皂化P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液为洗涤剂。皂化P507有机相为萃取有机相从第1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液从第12级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液从第32级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系。从NaK/Mg满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含S、B和Si的氯化钠和氯化钾混合溶液；分取NaK/Mg满载分馏萃取体系第12级的平衡负载P507有机相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取有机相；从NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级出口有机相获得负载镁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相。
步骤3：分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级获得的负载镁的P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相为料液，8.0mol/L HCl为洗涤酸。步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系第32级获得的负载镁的P507有机相从第1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第30级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相从22级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，8.0mol/L HCl洗涤酸从第42级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系。从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得目标产品4N级氯化镁溶液，分取4N级氯化镁溶液用作步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系的洗涤剂；分取Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第22级的平衡水相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的洗涤剂；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第42级出口有机相获得负载钙钡铅铝铁的P507有机相，经反萃后回收有价元素。
4N级氯化镁溶液中的相关元素浓度分别为：S 0.00050g/L、B 0.00030g/L、Si0.00030g/L、Na 0.00080g/L、K 0.00070g/L、Mg 96.0g/L、Ca 0.0050g/L、Ba 0.0020g/L、Pb0.00030g/L、Al 0.00030g/L、Fe 0.00030g/L。氯化镁溶液的纯度为99.993％，镁的收率为99％。
Claims (4)
1.一种制备4N级氯化镁的方法，其特征在于：所述的方法以含镁的脱色制溴废液为料液、P507为萃取剂、TOPO为改性剂；分离除去料液中的金属元素钠、钾、钙、钡、铅、铝和铁，以及分离除去非金属元素硫、硼和硅，直接制备4N级氯化镁溶液；由3个步骤段组成，分别为满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe、满载分馏萃取分离NaK/Mg和分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe；满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取段实现NaKMg/CaBaPbAlFe分离，洗涤段实现NaK/MgCaBaPbAlFe分离；满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe以满载分馏萃取分离NaK/Mg进料级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe进料级获得的平衡水相为洗涤剂；满载分馏萃取分离NaK/Mg与分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe直接串联；满载分馏萃取分离NaK/Mg的出口有机相用作分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相，直接进入分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级；分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的第1级出口水相用作满载分馏萃取分离NaK/Mg的洗涤剂；
3个步骤具体如下：
步骤1：满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级获得的平衡负载P507有机相为萃取有机相，含镁的脱色制溴废液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级获得的平衡水相为洗涤剂；步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级获得的平衡负载P507有机相从第1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，含镁的脱色制溴废液从进料级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级获得的平衡水相从最后1级进入NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液，用作步骤2满载分馏萃取分离NaK/Mg的料液；从NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的料液；
步骤2：满载分馏萃取分离NaK/Mg
以皂化P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液为料液，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液为洗涤剂；皂化P507有机相为萃取有机相从第1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系第1级出口水相获得的含Na、K、S、B和Si的氯化镁溶液从进料级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系，步骤3之Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得的4N级氯化镁溶液从最后1级进入NaK/Mg满载分馏萃取体系；从NaK/Mg满载分馏萃取体系第1级出口水相获得含S、B和Si的氯化钠和氯化钾混合溶液；分取NaK/Mg满载分馏萃取体系进料级的平衡负载P507有机相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的萃取有机相；从NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载镁的P507有机相，用作步骤3分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe的萃取有机相；
步骤3：分馏萃取分离Mg/CaBaPbAlFe
以步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁的P507有机相为萃取有机相，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相为料液，8.0mol/L HCl为洗涤酸；步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁的P507有机相从第1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，步骤1之NaKMg/MgCaBaPbAlFe满载分馏萃取体系最后1级获得的负载镁钙钡铅铝铁的P507有机相从进料级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系，8.0mol/L HCl洗涤酸从最后1级进入Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系第1级出口水相获得目标产品4N级氯化镁溶液，分取4N级氯化镁溶液用作步骤2之NaK/Mg满载分馏萃取体系的洗涤剂；分取Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系进料级的平衡水相，用作步骤1满载分馏萃取分离NaKMg/MgCaBaPbAlFe的洗涤剂；从Mg/CaBaPbAlFe分馏萃取体系最后1级出口有机相获得负载钙钡铅铝铁的P507有机相。
2.根据权利要求1所述的一种制备4N级氯化镁的方法，其特征在于：所述的P507有机相为P507与TOPO的煤油溶液，其中P507的浓度为1.0mol/L，TOPO的浓度为0.05mol/L；使用时，采用氨皂化和钠皂化对P507有机相进行皂化而获得皂化P507有机相。
3.根据权利要求1所述的一种制备4N级氯化镁的方法，其特征在于：所述的含镁的脱色制溴废液的相关元素浓度分别为：S 3.0g/L～7.0g/L、B 0.010g/L～0.030g/L、Si 0.010g/L～0.030g/L、Na 3.0g/L～5.0g/L、K 0.010g/L～0.030g/L、Mg 70.0g/L～100.0g/L、Ca0.050g/L～0.150g/L、Ba 0.010g/L～0.030g/L、Pb 0.010g/L～0.030g/L、Al 0.10g/L～0.30g/L、Fe 0.10g/L～0.30g/L。
4.根据权利要求1所述的一种制备4N级氯化镁的方法，其特征在于：所述的4N级氯化镁溶液中的相关元素浓度分别为：S 0.00010g/L～0.00050g/L、B 0.00010g/L～0.00030g/L、Si 0.00010g/L～0.00030g/L、Na 0.00020g/L～0.00080g/L、K 0.00010g/L～0.00070g/L、Mg 92.0g/L～96.0g/L、Ca 0.0010g/L～0.0050g/L、Ba 0.0005.0g/L～0.0020g/L、Pb0.00010g/L～0.00030g/L、Al 0.00010g/L～0.00030g/L、Fe 0.00010g/L～0.00030g/L。
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