專利名稱：一種凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝，尤其是涉及一種凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有工業(yè)級(jí)和肥料級(jí)七水硫酸鎂的生產(chǎn)方法有以下8種 1、硫酸法
氧化鎂、氫氧化鎂或碳酸鎂與硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂，反應(yīng)式如下 Mg0+H2S04+6H20=MgS04 7H20 Mg (OH) 2+H2S04+5H20=MgS04 7H20 MgC03+H2S04+6H20= MgS04 7H20+C02丨以氧化鎂為例，先將硫酸和含氧化鎂的礦石(如白云石、菱苦土、蛇文石)或其煅燒粉，按比例計(jì)量，在中和罐中加入水或洗水、母液，在攪拌下先徐徐加入煅燒粉等，再加入硫酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制pH=5，密度在1. 370g/cm3 1. 384g/cm3，將中和液保持在80°C，經(jīng)葉片過濾機(jī)過濾，將清液打入結(jié)晶器，冷卻至30°C以下進(jìn)行離心分離(可在離心機(jī)中水洗)，將濕料送入振動(dòng)流化床，于50°C 55°C干燥制得七水硫酸鎂。2、鹽湖苦鹵法
山西運(yùn)城鹽湖鹵水屬Na+、Mg27/Cr、S042_-H20四元體系，生產(chǎn)芒硝后含MgO 150 g/L 200g/L、NaCl 65 g/L 80 g/L、MgCl2 25 g/L 45g/L的苦鹵經(jīng)夏秋兩季自然蒸發(fā)濃縮后， 放入結(jié)晶池至冬季鹵溫降至15°C _5°C時(shí)，排走上層母液即得粗制七水硫酸鎂，其反應(yīng)式如下 Na2S04+MgCl2+7H20=MgS04 7H20+2NaCl 將粗七水硫酸鎂于 80°C 90°C 下溶解為1. 370g/cm3 1. 384g/cm3溶液，經(jīng)板框壓濾機(jī)過濾或澄清分離后進(jìn)行冷卻結(jié)晶， 析出MgS04 7H20，用三足式離心機(jī)分離，于50°C 55°C干燥，得七水硫酸鎂。3、苦鹵復(fù)曬法
鹽田苦鹵法生產(chǎn)的氯化鈉是飽和的，硫酸鎂是不飽和的，當(dāng)溫度降低到5°C時(shí)，便開始有MgS04 7H20和NaCl —起析出。在工業(yè)上，先將苦鹵在復(fù)曬池中復(fù)曬到相對(duì)密度為 1.沈 1.四6，析出NaCl，再將上部苦鹵排入鹵坑中，借助冬季嚴(yán)寒使MgS04 7H20析出，得到粗制七水硫酸鎂。其產(chǎn)品雜鹽(NaCl)含量較高，產(chǎn)品質(zhì)量差，采用水洗法或重結(jié)晶法提純，可制得精制七水硫酸鎂。
4、高溫鹽溶浸法海水日曬苦鹵，用兌鹵法蒸發(fā)時(shí)產(chǎn)出高溫鹽，其組成為MgSO4 33wt%, NaCl<35wt%, MgCl2 ^ 7wt%, KCl ^ 0. 5wt%。用 360g/L 380g/L MgCl2 和淡水配制成200 g/L MgCl2溶液，在48°C左右溶浸。由于NaCl溶解得很少，而MgSO4溶解得較多， 保溫澄清后，溶浸液與未溶解的高溫鹽分離后，冷卻到10°C以下即可析出七水硫酸鎂。5、震蕩轉(zhuǎn)化法用硫酸鎂飽和溶液(結(jié)晶母液)與高低溫鹽配成懸濁液，然后在震蕩槽中震蕩。氯化鈉顆粒大，迅速沉降；一水硫酸鎂細(xì)小，不易沉降。震蕩后分離出沉降鹽，給清液中加入一定量的淡水，在25°C下攪拌，一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化成七水硫酸鎂，離心脫水即得七水硫酸鎂。6、碳酸化法將CO2通入氧化鎂和石膏的懸浮液中，碳酸化后生成CaCO3沉淀，過濾后，進(jìn)一步加工制得七水硫酸鎂。其反應(yīng)式如下 Mg0+CaS04 2H20+C02=CaC03 I + MgS04+2H20 MgS04+7H20=MgS04 7H20
7、二氧化硫催化法將SA通入Mg (OH) 2漿液中，在催化劑作用下于50°C 60°C通入空氣進(jìn)行氧化，分離后得到七水硫酸鎂。其反應(yīng)式如下 Mg (OH) 2+S02=MgS03+H20
MgS03+02+7H20=MgS04 7H20 8、副產(chǎn)法 1)硫酸分解硼鎂石生產(chǎn)硼酸的母液，經(jīng)濃縮、冷卻、分離，制得七水硫酸鎂。 2)生產(chǎn)玻璃瓦時(shí)產(chǎn)生的廢料與硫酸反應(yīng)，制得七水硫酸鎂。 幻雜鹵石中提取硫酸鉀，副產(chǎn)硫酸鈣及七水硫酸鎂。 4)生產(chǎn)鈦白粉副產(chǎn)硫酸與氧化鎂反應(yīng)，制得七水硫酸鎂。 幻合成氨中變催化劑(中變工段中用的催化劑)副產(chǎn)硫酸銨與氧化鎂反應(yīng)，制得七水硫酸鎂。但現(xiàn)有技術(shù)中沒有用凍硝后的母液來生產(chǎn)七水硫酸鎂的工業(yè)化技術(shù)，母液中的鎂沒有得到充分利用，造成了資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝流程簡(jiǎn)短，防堵塞效果好，能耗低的凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，其包括以下步驟
(1)一段預(yù)熱用35 50°C的兌鹵清液分2 4級(jí)串聯(lián)，將-5 0°C的凍硝后的母液 (母液一般含2 5wt%的硫酸鈉、15 20wt%的硫酸鎂、小于0. 5wt%氯化鈉)預(yù)熱升溫至 25 30°C ；
(2)二段預(yù)熱用蒸汽冷凝水分2 3級(jí)串聯(lián)，將步驟(1)所得25 30°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至50 60°C ；
(3)三段預(yù)熱用蒸發(fā)的二次蒸汽分3級(jí)，將步驟(2)所得50 60°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至110士5°C ；
(4)多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)將步驟(3)所得110士5°C的凍硝后的母液送入多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置的一效蒸發(fā)罐，按順流流程進(jìn)行多效真空蒸發(fā)，末效料液溫度控制在 700C 士2°C ；
所述多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置可為2-5效；
(5)真空結(jié)晶從多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置末效流出的物料進(jìn)行一、二級(jí)真空結(jié)晶，一級(jí)結(jié)晶溫度控制在40-45°C，控制真空度在0. 006-0. 008MPa(A)(此處的“Α”表示絕壓，下同)， 二級(jí)結(jié)晶終溫為20 25°C，控制真空度在0. 002-0. 003MPa(A)；得晶漿；
(6)將晶漿離心分離，得濕料；
(7)將濕料干燥，得七水硫酸鎂。本發(fā)明之凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝具有下列優(yōu)點(diǎn)(1)多效真空強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)、兩級(jí)真空結(jié)晶工藝過程，可連續(xù)穩(wěn)定操作，延緩和解決了整個(gè)過程堵管、堵設(shè)備的問題；( 蒸發(fā)前分三段預(yù)熱，充分利用工藝物料本身低位熱能分級(jí)預(yù)熱，避免直接利用生蒸汽(即從鍋爐房直接供工藝用的蒸汽)等高位熱能，有效降低能耗；(3)多效真空強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)，易于控制蒸發(fā)水分和排料的濃度，同時(shí)可大大節(jié)約生蒸汽的消耗；(4)真空結(jié)晶選擇2級(jí)串聯(lián)，分級(jí)結(jié)晶，每級(jí)結(jié)晶都分離出固體七水硫酸鎂，易于控制每級(jí)結(jié)晶器的固體濃度；(5)所使用之設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作、維護(hù)方便；(6)蒸發(fā)、結(jié)晶控制全過程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；易于實(shí)現(xiàn)大型工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
本實(shí)施例包括以下步驟
(1)一段預(yù)熱用40°c的兌鹵清液分4級(jí)串聯(lián)，將-3°c的凍硝后的母液11. 5噸/小時(shí) (母液含:3. 7wt%的硫酸鈉、18. lwt%的硫酸鎂、0. 3 wt%氯化鈉)，預(yù)熱升溫至28°C ；
(2)二段預(yù)熱用蒸汽冷凝水分3級(jí)串聯(lián)，將步驟(1)所得的凍硝后的母液，預(yù)熱升溫至55 °C ；
(3)三段預(yù)熱用蒸發(fā)的二次蒸汽分3級(jí)，將步驟(2)所得55°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至110°C ；
(4)多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)將步驟(3)所得110°C的凍硝后的母液送入四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置的一效蒸發(fā)罐，按順流流程進(jìn)行四效真空蒸發(fā)，末效料液6.71噸/小時(shí)(所得料液含 6. 4wt%的硫酸鈉、30. lwt%的硫酸鎂、0. 4wt%氯化鈉)，末效溫度控制在70°C ；
(5)真空結(jié)晶從多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置末效流出的物料進(jìn)行一、二級(jí)真空結(jié)晶，一級(jí)結(jié)晶溫度控制在43士 1°C，控制真空度在0. 007MPa (A)(此處的“A”表示絕壓，下同)，二級(jí)結(jié)晶終溫為23士 1°C，控制真空度在0. 002MPa(A)，得晶漿；
(6)晶漿離心分離，得濕料；
(7)濕料經(jīng)干燥，制得七水硫酸鎂2.2噸/小時(shí)。實(shí)施例2
本實(shí)施例包括以下步驟
(1)一段預(yù)熱用38°C的兌鹵清液分3級(jí)串聯(lián)，將_2°C的凍硝后的母液4. 6噸/小時(shí) (母液含3. 5wt%的硫酸鈉、19. 0wt%的硫酸鎂、0. 2wt%氯化鈉)預(yù)熱升溫至27°C ；
(2)二段預(yù)熱用蒸汽冷凝水分2級(jí)串聯(lián)，將步驟(1)所得27°C的凍硝后的母液，預(yù)熱升溫至52 °C ；
(3)三段預(yù)熱用蒸發(fā)的二次蒸汽分3級(jí)，將步驟(2)所得52°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至106 °C ；
(4)多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)將步驟(3)所得106°C的凍硝后的母液送入四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置的一效蒸發(fā)罐，按順流流程進(jìn)行四效真空蒸發(fā)，末效料液2. 68噸/小時(shí)(所得料液含 6. 2wt%的硫酸鈉、31. 2wt%的硫酸鎂、0. 3wt%氯化鈉)，溫度控制為68°C ；
(5)真空結(jié)晶從多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置末效流出的物料進(jìn)行一、二級(jí)真空結(jié)晶，一級(jí)結(jié)晶溫度控制在42 士 1 °C，控制真空度在0. 007MPa (A)，二級(jí)結(jié)晶終溫為25 士 1 °C，控制真空度在0.002MPa(A)；得晶漿;
(6)晶漿離心分離，得濕料；
(7)濕料干燥，制得七水硫酸鎂0.88噸/小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1)一段預(yù)熱用35 50°C的兌鹵清液分2 4級(jí)串聯(lián)，將-5 0°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至25 30°C ；(2)二段預(yù)熱用蒸汽冷凝水分2 3級(jí)串聯(lián)，將步驟(1)所得25 30°C的凍硝后的母液，預(yù)熱升溫至50 60°C ；(3)三段預(yù)熱用蒸發(fā)的二次蒸汽分3級(jí)，將步驟(2)所得50 60°C的凍硝后的母液預(yù)熱升溫至110士5°C ；(4)多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)將步驟(3)所得110士5°C的凍硝后的母液送入多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置的一效蒸發(fā)罐，按順流流程進(jìn)行多效真空蒸發(fā)，末效料液溫度控制在 700C 士2°C ；(5)真空結(jié)晶將多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置末效流出的物料進(jìn)行一、二級(jí)真空結(jié)晶，一級(jí)結(jié)晶溫度控制在40-45°C，控制真空度在0. 006-0. 008MPa, 二級(jí)結(jié)晶終溫為20 25°C，控制真空度在0. 002-0. 003MPa ；得晶漿；(6)將晶漿離心分離，得濕料；(7)將濕料干燥，得七水硫酸鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，步驟(1) 中，所述凍硝后的母液中，含2 5wt%的硫酸鈉、15 20wt%的硫酸鎂、小于0. 5wt%的氯化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝，其特征在于，步驟 (4)中，所述多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)裝置為2-5效。
全文摘要
一種凍硝后母液生產(chǎn)七水硫酸鎂的工藝，其包括以下步驟(1)一段預(yù)熱；(2)二段預(yù)熱；(3)三段預(yù)熱；(4)多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)；(5)真空結(jié)晶；(6)料漿離心分離；(7)濕料干燥。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)短，防堵塞效果好，能耗低。
文檔編號(hào)C01F5/40GK102530995SQ20121005316
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者宋志青, 張俊華, 戴斌聯(lián), 申軍 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院