由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法技术

本发明专利技术公开了一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法，其包括多种复杂杂质；该方法包括：S1、调控硫酸镁废弃物中不含水不溶物，且以无水氯化镁计的含量为3％～20％作为硫酸镁初级产品；S2、在400℃～650℃下焙烧硫酸镁初级产品0.5h～3.5h，获得焙烧产物；S3、粉碎并在10℃～60℃下溶解焙烧产物20s～10min后进行一次固液分离，对所得第一固相在60℃～90℃下水化2h～10h获得水化产物；S4、将水化产物进行二次固液分离，所得第二液相经浓缩、结晶、三次固液分离，获得硫酸镁晶体，硫酸镁晶体经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁。本发明专利技术的方法仅需调节硫酸镁初级产品中氯化镁的含量，并结合硫酸镁与氯化物的溶解速率差异，即可分离提纯获得高纯硫酸镁，原料成本低廉、工艺简单。

A method for preparing high purity Magnesium Sulfate from Magnesium Sulfate waste

The invention discloses a preparation method of high purity by Magnesium Sulfate Magnesium Sulfate wastes, including a variety of complex impurities; the method comprises the following steps: S1, Magnesium Sulfate does not control the waste water insoluble matter content, and the anhydrous magnesium chloride meter is 3% ~ 20% as Magnesium Sulfate primary products; S2, at 400 to 650 DEG C under the Magnesium Sulfate roasting primary products 0.5h ~ 3.5H, obtain the calcined products; S3, crushing and at 10 - 60 DEG C and dissolved roasting products 20s ~ 10min after a solid-liquid separation, the solid phase in the first 60 to 90 DEG C under 2H ~ 10h hydration products; S4, the hydration products were two times the solid-liquid separation, the second liquid phase after concentration, crystallization, solid-liquid separation to obtain three times, Magnesium Sulfate crystal, Magnesium Sulfate crystal after washing and drying to obtain high purity of Magnesium Sulfate. The method of the invention only needs to regulate the content of magnesium chloride in Magnesium Sulfate primary products, and combines with the difference of dissolution rate between Magnesium Sulfate and chloride. It can separate and purify and obtain high-purity Magnesium Sulfate, which has low cost and simple process.

【技术实现步骤摘要】
由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法
本专利技术属于工业废弃物回收利用
，具体来讲，涉及一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法。
技术介绍
高纯硫酸镁可广泛应用于食品、医药等领域，目前针对高纯硫酸镁并无统一的标准；根据GB29207-2012记载，食品级硫酸镁要求其中硫酸镁的质量百分数不低于99.0％，因此，高纯硫酸镁则限定为不低于99.9％的纯度。工业上一般会副产富含硫酸镁的废弃物，这些废弃物主要包括硫酸镁亚型盐湖提钾尾液和副产物、硼镁矿提硼尾液、海水晒盐老卤、蛇纹岩分解母液等，若能将这部分硫酸镁废弃物中的硫酸镁加以回收利用，用作生产高纯硫酸镁，不仅提高了经济附加值，而且减少了污染与浪费；但是，上述废弃物中除含有大量硫酸镁外，还含有泥砂、氯化物、其他硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、浮选剂和微生物等，这些杂质的存在为制取可用于食品、医药的高纯硫酸镁极大地增加了技术难度和工艺成本。目前制备高纯硫酸镁的工艺方法非常之多，如马军等采用多级串联设备，经多步重结晶、脱色和洗涤，制备了高纯硫酸镁；丁红霞等利用工业七水硫酸镁生产高纯硫酸镁，其通过添加碱性助剂、活性炭等进行除杂和脱色，进而获取高纯硫酸镁；张宝元对七水硫酸镁工业品采用多次精滤和重结晶，并高温脱水，获取了高纯度无水硫酸镁；伍耀明等利用菱镁矿对红土镍矿浸出液进行多步中和除杂，经浓缩结晶获得了高纯硫酸镁；胡建华以高纯氧化镁和硫酸反应，经除杂、浓缩、结晶，制备了高纯硫酸镁；熊益均等以废碱中和蛇纹石酸解液，得到镁盐沉淀，经高温分解，分解产物以硫酸溶解，蛇纹石粉调节酸度，浓缩结晶获得高纯硫酸镁；苏学松以氢氟酸沉淀硫酸镁中的杂质钙离子，获取了高纯硫酸镁；成怀刚等利用石膏除去卤水中杂质，然后采用多步自然蒸发浓缩卤水，最后强制蒸发浓缩卤水，获取高纯六水硫酸镁；等等。显然，在现有技术制备高纯硫酸镁的工艺方法中，采用高纯氧化镁原料生产高纯硫酸镁，所用硫酸同样需用高纯产品，原料的高投入将极大拉高生产成本；多次重结晶提纯将产生大量的富镁废液，且氯离子、有机物的夹带、吸附很难通过重结晶消除，多次的重结晶需消耗大量热能予以蒸发浓缩，且需投入大量资金购买足够多的蒸发、结晶设备，更为重要的是需要处理大量富镁废液，造成极大环保压力和镁资源浪费；卤水自然蒸发结合强制蒸发浓缩，以结晶获取高纯硫酸镁，耗时时间长，卤水中有机物、氯离子的夹带、吸附问题难以解决；若以工业硫酸镁为原料，通过添加碱性助剂沉淀重金属离子、铁离子和毒性化合物，并通过添加活性炭等脱色剂脱除有机物，进而获得高纯硫酸镁，但该方法不适用于复杂体系。因此，有必要探寻一种以上述硫酸镁废弃物为原料，用以制备高纯硫酸镁的工艺方法。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法，该方法可适用于含有泥砂、氯化物、硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、有机物、微生物等诸多杂质的复杂体系，适用范围更广，且工艺简单、成本低廉。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法，所述硫酸镁废弃物还包括泥砂、氯化物、硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、有机物、微生物中的至少一种；所述方法包括下述步骤：S1、调控所述硫酸镁废弃物中不含有水不溶物，且其中无水氯化镁的质量百分数为3％～20％作为硫酸镁初级产品；其中，所述硫酸镁废弃物经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于10％，所述硫酸镁初级产品经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于20％；S2、在400℃～650℃下焙烧所述硫酸镁初级产品0.5h～3.5h，获得焙烧产物；S3、粉碎并在10℃～60℃下溶解所述焙烧产物20s～10min，并进行一次固液分离，对所得第一固相在60℃～90℃下水化2h～10h，获得水化产物；S4、将所述水化产物进行二次固液分离，所得第二液相经浓缩、结晶、三次固液分离，获得硫酸镁晶体，所述硫酸镁晶体经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的纯度不低于99.9％。进一步地，所述硫酸镁废弃物为硫酸镁亚型盐湖卤水的提钾尾液和副产物、硼镁矿的提硼尾液、海水晒盐老卤、蛇纹岩酸分解母液。进一步地，在所述步骤S3中，粉碎并在18℃～30℃下溶解所述焙烧产物30s～3min。进一步地，所述高纯硫酸镁为高纯无水硫酸镁和/或高纯水合硫酸镁；其中，所述高纯水合硫酸镁中结晶水的数量为1～7个。进一步地，在所述步骤S1中，通过对所述硫酸镁废弃物进行过滤和/或浮选来获得所述硫酸镁初级产品。进一步地，调控所述硫酸镁初级产品中无水氯化镁的质量百分数为3％～20％的方法包括：向不含水不溶物的硫酸镁废弃物中添加氯化镁，或将不含水不溶物的硫酸镁废弃物进行浮选以去除部分氯化镁。进一步地，在所述步骤S2中，经焙烧还获得与所述焙烧产物相对应的HCl气体；在所述步骤S4中，经二次固液分离还获得与所述第二液相相对应的第二固相；所述第二固相用于吸收中和所述HCl气体，以生成副产氯化镁。进一步地，所述副产氯化镁用于添加至去除水不溶物的硫酸镁废弃物中，以使所述硫酸镁初级产品中无水氯化镁的质量百分数为3％～20％。进一步地，所述步骤S2还包括：用水回收所述焙烧产物的热能，获得回收热水；所述回收热水用于所述步骤S3中的溶解和/或水化处理。进一步地，在所述步骤S3中，所述焙烧产物粉碎至粒度为100μm～5mm。进一步地，在所述步骤S3中，所述焙烧产物粉碎至粒度为800μm～3mm。进一步地，在所述步骤S3中，经一次固液分离还获得与所述第一固相相对应的第一液相；所述第一液相经自然蒸发获得副产氯化物。进一步地，在所述步骤S4中，经三次固液分离还获得与所述硫酸镁晶体相对应的第三液相；所述第三液相用于所述步骤S3中的溶解。进一步地，在所述步骤S4中，所述硫酸镁晶体的洗涤用水为二次蒸馏水，单次洗涤时间为20s～1min。有益效果：(1)本专利技术无需使用高纯原料，而是采用了其中含有复杂杂质的硫酸镁废弃物作为原料，即该工艺方法对含有泥砂、氯化物、硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、微生物、有机物等各种杂质的硫酸镁体系具有广泛的适用性和可调节性；(2)根据本专利技术的方法仅需调节硫酸镁初级产品中氯化镁的含量，无需另行添加酸、碱、脱色剂等化合物，原料及工艺成本低廉；(3)本专利技术的焙烧工序在于利用高温环境使硫酸镁初级产品中的氯化镁原位生成活性氧化镁，使得微生物和浮选剂类的有机物碳化，随后的水化工序则使得活性氧化镁原位转化为氢氧化镁；即本专利技术中的焙烧-水化工序使得硫酸镁初级产品中的氯化镁、微生物和浮选剂等杂质原位转化为了硫酸镁产品纯化所需的沉淀剂、吸附剂，氢氧化镁和碳化产物通过共沉淀、吸附作用，实现了对重金属离子、铁离子、毒性砷化物等杂质的彻底脱除，使上述杂质含量降低至高纯硫酸镁指标要求，由此，本专利技术焙烧-水化工艺巧妙实现了对体系中杂质的资源化原位利用；(4)本专利技术发现氯化物和硫酸盐在溶解速率方面的差异，从而利用氯化物和硫酸盐之间溶解速率的这一差异，通过控制溶解温度和溶解时间，采用分段溶解工艺，使氯化物杂质快速进入液相，而硫酸镁保留于固相中，该工艺可清洁、高效实现杂质中氯离子的脱除，有效解决了现有技术中为分离氯化物和硫酸盐而在溶解-重结晶法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法，其特征在于，所述硫酸镁废弃物还包括泥砂、氯化物、硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、有机物、微生物中的至少一种；所述方法包括下述步骤：S1、调控所述硫酸镁废弃物中不含有水不溶物，且其中无水氯化镁的质量百分数为3％～20％作为硫酸镁初级产品；其中，所述硫酸镁废弃物经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于10％，所述硫酸镁初级产品经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于20％；S2、在400℃～650℃下焙烧所述硫酸镁初级产品0.5h～3.5h，获得焙烧产物；S3、粉碎并在10℃～60℃下溶解所述焙烧产物20s～10min，并进行一次固液分离，对所得第一固相在60℃～90℃下水化2h～10h，获得水化产物；S4、将所述水化产物进行二次固液分离，所得第二液相经浓缩、结晶、三次固液分离，获得硫酸镁晶体，所述硫酸镁晶体经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的纯度不低于99.9％。

【技术特征摘要】
1.一种由硫酸镁废弃物制备高纯硫酸镁的方法，其特征在于，所述硫酸镁废弃物还包括泥砂、氯化物、硫酸盐、重金属离子、铁离子、砷化物、有机物、微生物中的至少一种；所述方法包括下述步骤：S1、调控所述硫酸镁废弃物中不含有水不溶物，且其中无水氯化镁的质量百分数为3％～20％作为硫酸镁初级产品；其中，所述硫酸镁废弃物经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于10％，所述硫酸镁初级产品经干燥后的固相中以无水硫酸镁计的质量百分数不低于20％；S2、在400℃～650℃下焙烧所述硫酸镁初级产品0.5h～3.5h，获得焙烧产物；S3、粉碎并在10℃～60℃下溶解所述焙烧产物20s～10min，并进行一次固液分离，对所得第一固相在60℃～90℃下水化2h～10h，获得水化产物；S4、将所述水化产物进行二次固液分离，所得第二液相经浓缩、结晶、三次固液分离，获得硫酸镁晶体，所述硫酸镁晶体经洗涤、干燥，获得高纯硫酸镁；其中，所述高纯硫酸镁的纯度不低于99.9％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫酸镁废弃物为硫酸镁亚型盐湖卤水的提钾尾液和副产物、硼镁矿的提硼尾液、海水晒盐老卤、蛇纹岩酸分解母液。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，粉碎并在18℃～30℃下溶解所述焙烧产物30s～3min。4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述高纯硫酸镁为高纯无水硫酸镁和/或高纯水合硫酸镁；其中，所述高纯水合硫酸镁中结晶水的数量为1～7个。5.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，通过对所述硫酸镁废弃物进行过滤和/或浮选来获得所述硫酸镁初级产品。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙进贺，贾永忠，景燕，谢绍雷，王昭，马贵香，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海,63