吳敬禮，陳世祥，王智勇

（天津長蘆海晶集團(tuán)有限公司化工廠，天津 300457）

七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)又名硫苦、苦鹽、瀉利鹽、瀉鹽,為白色或無色的針狀或斜柱狀結(jié)晶體，無臭、涼并微苦，易溶于水，微溶于乙醇和甘油。七水硫酸鎂用途廣泛，在印染業(yè)中作為棉、絲的加重劑和木棉制品的填料；用于瓷器、顏料和防火材料的制造；醫(yī)藥上用作泄劑；微生物工業(yè)作培養(yǎng)基成分；釀造用添加劑；農(nóng)業(yè)上用作鎂肥。

鹽化系統(tǒng)副產(chǎn)品高溫鹽轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)硫酸鎂,因利用鹽化系統(tǒng)副產(chǎn)品和天然資源為原料，可以有效降低硫酸鎂生產(chǎn)成本，將成為今后發(fā)展方向。高溫鹽是海鹽化工廠利用苦鹵生產(chǎn)氯化鉀過程中的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1t氯化鉀大約可產(chǎn)高低溫鹽10t左右，由于該產(chǎn)品純度不夠，僅可用作肥料[1]。如將其轉(zhuǎn)化為工業(yè)級七水硫酸鎂，可增加產(chǎn)品附加值，擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，促進(jìn)海鹽化工的生存發(fā)展。

1 工藝原理

一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂，其工藝原理為：在70℃溫度下，MgSO4溶解度達(dá)到最大值，當(dāng)溫度升高或降低時，MgSO4溶解度都減小。在67.5℃以上析出的晶體為 MgSO4·H2O，在 48.1～67.5℃之間析出的晶體為 MgSO4·6H2O，在 1.8～48.1℃之間析出的晶體為MgSO4·7H2O。高溫鹽中的主要成分為一水硫酸鎂，兌水后，不斷攪拌，一水硫酸鎂會隨著料液的溫度降低逐步轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂，七水硫酸鎂經(jīng)干燥、脫水，即可得到高質(zhì)量的七水硫酸鎂[1～3]。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料采用氯化鉀生產(chǎn)副產(chǎn)品高溫鹽，其組成成分為（溫度 52℃，波美度 44°Bé）：MgSO4359.65 g/L，MgCl2193.06g/L，NaCl 108.86g/L。

2.2 主要儀器與器具

儀器：攪拌器、電熱爐、真空泵、布氏漏斗、電子天平、容量分析儀器等。試劑：EDTA、氯化鋇、硝酸銀等。

2.3 操作步驟

實(shí)驗(yàn)的終止溫度為當(dāng)時自然環(huán)境溫度。

2.3.1 取一水硫酸鎂原料，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，加熱得蒸餾水，并測其波美度，在初始溫度、終止溫度和攪拌時間相同的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后用真空泵抽濾，并化驗(yàn)分析，確定其最佳的兌水比，并得到對應(yīng)的波美度。

2.3.2 在確定其最佳兌水比例的條件下，取一水硫酸鎂原料，兌入蒸餾水，在終止溫度和攪拌時間相同的條件下，分別按照初始溫度（℃）：50、55、60、65、75進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后用真空泵抽濾，并化驗(yàn)分析，確定其最佳轉(zhuǎn)化初始溫度。

2.3.3 在確定其最佳兌水比例和初始溫度的條件下，取一水硫酸鎂原料，兌入蒸餾水，在終止溫度相同的條件下，分別按照攪拌時間（h）：12、24、36、48條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后用真空泵抽濾，并化驗(yàn)分析，確定其最佳轉(zhuǎn)化初始溫度。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1）一水硫酸鎂料液波美度在 35～37.8°Bé。初始料溫為60℃，攪拌時間為24h時有利于一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂，并能得到平均73.79%以上的轉(zhuǎn)化率。2）兌水量加入的多少，對七水硫酸鎂的形成起著重要作用，影響著其轉(zhuǎn)化時間和轉(zhuǎn)化效率及收率。隨著兌水量的增加，一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化七水硫酸鎂的速率明顯加快，但收率也隨之下降。3）攪拌有利于一水硫酸鎂的轉(zhuǎn)化。一水硫酸鎂在轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂的過程中必須加入攪拌，攪拌有利于一水硫酸鎂分散均勻，全部溶解于水中，提高轉(zhuǎn)化率。

3 車間中試

根據(jù)海晶化工廠的實(shí)際車間進(jìn)行了改造，車間中試采用的是蒸汽冷凝熱水，這樣既可以將蒸汽冷凝水重復(fù)利用，又可降低能源消耗，在實(shí)際生產(chǎn)中節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

3.1 試驗(yàn)方法

將分離鹽車間生產(chǎn)出的鎂乳由皮龍泵入攪拌槽中，并通入蒸汽冷凝熱水，進(jìn)行調(diào)漿，并控制料液起始溫度在60℃左右，控制波美濃度在34.8°Bé，攪拌時間控制在24h，然后測定料液固液比和終止溫度，之后將料液泵入活塞式離心機(jī)中進(jìn)行甩干，同時取樣分析。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

七水硫酸鎂配料，t=60℃，反應(yīng)24h后測其固液比為33%，終止溫度18℃，所得七水硫酸鎂白度較好，取樣檢測其各組成分含量（%）為：MgSO446.89、MgCl20.85、NaCl0.09。

將樣品檢測結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)相比較，各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，為合格的工業(yè)級產(chǎn)品。

4 結(jié)論

4.1 一水硫酸鎂兌入蒸汽冷凝熱水轉(zhuǎn)化七水硫酸鎂的工藝在技術(shù)上是可行的，最佳工藝條件為：兌水后溫度 60℃，波美度在 35～37.8°Be′之間，攪拌時間24h，有利于一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂，并能得到平均73.79%以上的轉(zhuǎn)化率。

4.2 以實(shí)驗(yàn)所得工藝參數(shù)為指導(dǎo)，在現(xiàn)場中試實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)出的七水硫酸鎂產(chǎn)品其MgSO4·7H2O含量達(dá)到95.23%以上，產(chǎn)品組分達(dá)到了質(zhì)量指標(biāo)。

4.3 一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化為七水硫酸鎂的過程中，不需要加熱溶解，利用蒸汽冷凝熱水升溫，在常溫下即可實(shí)現(xiàn)固相水解結(jié)晶轉(zhuǎn)化，節(jié)省能耗。

4.4 一水硫酸鎂轉(zhuǎn)化七水硫酸鎂工藝簡單，設(shè)備要求不高，提取率高，生產(chǎn)成本低。該工藝較合理，在實(shí)際生產(chǎn)過程中切實(shí)可行，為海鹽化工綜合利用提供一條途徑。

[1]王玉萍，賀春寶，郭向東.鹽湖苦鹵直接制取精制硫酸鎂的研究[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2004，36（3）：35-37.

[2]牛自得，張樹群，姚占力，陳世祥,等.利用高溫鹽制取高質(zhì)量一水硫酸鎂的研究[J].海湖鹽與化工，1999，28（6）：1-3.

[3]程芳琴，董川.硫酸鎂的生產(chǎn)方法及發(fā)展前景[J].鹽湖研究，2006，14（2）：62-66.