高温盐制取七水硫酸镁的研究

吴敬礼，陈世祥，王智勇

（天津长芦海晶集团有限公司化工厂，天津 300457）

七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)又名硫苦、苦盐、泻利盐、泻盐,为白色或无色的针状或斜柱状结晶体，无臭、凉并微苦，易溶于水，微溶于乙醇和甘油。七水硫酸镁用途广泛，在印染业中作为棉、丝的加重剂和木棉制品的填料；用于瓷器、颜料和防火材料的制造；医药上用作泄剂；微生物工业作培养基成分；酿造用添加剂；农业上用作镁肥。

盐化系统副产品高温盐转化法生产硫酸镁,因利用盐化系统副产品和天然资源为原料，可以有效降低硫酸镁生产成本，将成为今后发展方向。高温盐是海盐化工厂利用苦卤生产氯化钾过程中的副产物，每生产1t氯化钾大约可产高低温盐10t左右，由于该产品纯度不够，仅可用作肥料[1]。如将其转化为工业级七水硫酸镁，可增加产品附加值，扩大产品的应用范围，促进海盐化工的生存发展。

1 工艺原理

一水硫酸镁转化为七水硫酸镁，其工艺原理为：在70℃温度下，MgSO4溶解度达到最大值，当温度升高或降低时，MgSO4溶解度都减小。在67.5℃以上析出的晶体为 MgSO4·H2O，在 48.1～67.5℃之间析出的晶体为 MgSO4·6H2O，在 1.8～48.1℃之间析出的晶体为MgSO4·7H2O。高温盐中的主要成分为一水硫酸镁，兑水后，不断搅拌，一水硫酸镁会随着料液的温度降低逐步转化为七水硫酸镁，七水硫酸镁经干燥、脱水，即可得到高质量的七水硫酸镁[1～3]。

2 实验

2.1 实验原料

实验原料采用氯化钾生产副产品高温盐，其组成成分为（温度 52℃，波美度 44°Bé）：MgSO4359.65 g/L，MgCl2193.06g/L，NaCl 108.86g/L。

2.2 主要仪器与器具

仪器：搅拌器、电热炉、真空泵、布氏漏斗、电子天平、容量分析仪器等。试剂：EDTA、氯化钡、硝酸银等。

2.3 操作步骤

实验的终止温度为当时自然环境温度。

2.3.1 取一水硫酸镁原料，按V（原料）：V（水）1：1、1：0.9、1：0.8、1：0.7、1：0.6、1：0.5、1：0.4、1：0.3、1：0.2、1：0.1的比例配入，加热得蒸馏水，并测其波美度，在初始温度、终止温度和搅拌时间相同的条件下进行转化，然后用真空泵抽滤，并化验分析，确定其最佳的兑水比，并得到对应的波美度。

2.3.2 在确定其最佳兑水比例的条件下，取一水硫酸镁原料，兑入蒸馏水，在终止温度和搅拌时间相同的条件下，分别按照初始温度（℃）：50、55、60、65、75进行转化，然后用真空泵抽滤，并化验分析，确定其最佳转化初始温度。

2.3.3 在确定其最佳兑水比例和初始温度的条件下，取一水硫酸镁原料，兑入蒸馏水，在终止温度相同的条件下，分别按照搅拌时间（h）：12、24、36、48条件下进行转化，然后用真空泵抽滤，并化验分析，确定其最佳转化初始温度。

2.4 实验结果

1）一水硫酸镁料液波美度在 35～37.8°Bé。初始料温为60℃，搅拌时间为24h时有利于一水硫酸镁转化为七水硫酸镁，并能得到平均73.79%以上的转化率。2）兑水量加入的多少，对七水硫酸镁的形成起着重要作用，影响着其转化时间和转化效率及收率。随着兑水量的增加，一水硫酸镁转化七水硫酸镁的速率明显加快，但收率也随之下降。3）搅拌有利于一水硫酸镁的转化。一水硫酸镁在转化为七水硫酸镁的过程中必须加入搅拌，搅拌有利于一水硫酸镁分散均匀，全部溶解于水中，提高转化率。

3 车间中试

根据海晶化工厂的实际车间进行了改造，车间中试采用的是蒸汽冷凝热水，这样既可以将蒸汽冷凝水重复利用，又可降低能源消耗，在实际生产中节约经济成本。

3.1 试验方法

将分离盐车间生产出的镁乳由皮龙泵入搅拌槽中，并通入蒸汽冷凝热水，进行调浆，并控制料液起始温度在60℃左右，控制波美浓度在34.8°Bé，搅拌时间控制在24h，然后测定料液固液比和终止温度，之后将料液泵入活塞式离心机中进行甩干，同时取样分析。

3.2 试验结果

七水硫酸镁配料，t=60℃，反应24h后测其固液比为33%，终止温度18℃，所得七水硫酸镁白度较好，取样检测其各组成分含量（%）为：MgSO446.89、MgCl20.85、NaCl0.09。

将样品检测结果与国家标准相比较，各项指标已达到国家标准，为合格的工业级产品。

4 结论

4.1 一水硫酸镁兑入蒸汽冷凝热水转化七水硫酸镁的工艺在技术上是可行的，最佳工艺条件为：兑水后温度 60℃，波美度在 35～37.8°Be′之间，搅拌时间24h，有利于一水硫酸镁转化为七水硫酸镁，并能得到平均73.79%以上的转化率。

4.2 以实验所得工艺参数为指导，在现场中试实验性生产过程中，生产出的七水硫酸镁产品其MgSO4·7H2O含量达到95.23%以上，产品组分达到了质量指标。

4.3 一水硫酸镁转化为七水硫酸镁的过程中，不需要加热溶解，利用蒸汽冷凝热水升温，在常温下即可实现固相水解结晶转化，节省能耗。

4.4 一水硫酸镁转化七水硫酸镁工艺简单，设备要求不高，提取率高，生产成本低。该工艺较合理，在实际生产过程中切实可行，为海盐化工综合利用提供一条途径。

[1]王玉萍，贺春宝，郭向东.盐湖苦卤直接制取精制硫酸镁的研究[J].无机盐工业，2004，36（3）：35-37.

[2]牛自得，张树群，姚占力，陈世祥,等.利用高温盐制取高质量一水硫酸镁的研究[J].海湖盐与化工，1999，28（6）：1-3.

[3]程芳琴，董川.硫酸镁的生产方法及发展前景[J].盐湖研究，2006，14（2）：62-66.