亚硫酸镁的应用

概述^[1]

亚硫酸镁是氧化镁法烟气脱硫过程的中间产物，可进一步氧化后制取硫酸镁晶体，也可煅烧回收二氧化硫和氧化镁，还可处理植物纤维原料并制取纸浆。为了对上述工艺过程进行优化控制，需要利用高纯度的亚硫酸镁样品开展实验研究。但由于亚硫酸镁极易被氧化为硫酸镁，因而在其生产过程中就可能发生变质，且影响其氧化速率的因素很多，因而市场上没有高纯度的样品销售。

应用^[3]

制备硫氧镁短纤维材料

将亚硫酸镁与氧化镁固体研磨至粒径尺寸为74μm，质量比为4:1混合，按液固比4:1向反应釜中加入去离子水，在300r/min搅拌速度下通入氧气，控制反应温度为120℃、氧气压力为0.2MPa，水热反应2h后进行固液分离，固体经干燥得到硫氧镁短纤维材料。该工艺过程得到的硫氧镁短纤维材料，长径比大于50，过滤后液体可以循环使用。

制备^[2]

目前，已知的较高纯度亚硫酸镁的制备是利用其难溶性，将二氧化硫气体通入氧化镁的水溶液中，可得到亚硫酸镁的悬浊液，过滤后所得滤渣的主要成分即为亚硫酸镁。但此种方法实际操作过程复杂，且得到的亚硫酸镁样品含水率高，不易运输和保存。在较大规模的亚硫酸镁制备方面，可利用氧化镁法烟气脱硫工艺，将氢氧化镁浆液与烟气中的二氧化硫反应，再将形成的脱硫浆液絮凝沉淀并固液分离，可得到亚硫酸镁的晶体(专利号CN101254932A)。在此过程中需同时在脱硫塔中放置氧化抑制剂，用以将烟气中的氧气消耗掉，从而避免亚硫酸镁被氧化成硫酸镁。但由于烟气的成分复杂，细粉煤灰和抑制剂等杂质很容易混入亚硫酸镁沉淀，同时固液分离得到的亚硫酸镁的含水率较高，因此这种方法得到的亚硫酸镁的纯度不高。

(1)亚硫酸镁干燥：脱硫系统产生的含水8～20％的湿亚硫酸镁通过双螺旋送入旋转闪蒸干燥机，在旋转闪蒸干燥机内部，亚硫酸镁随着热气流上升，在上升的过程中实现物料的干燥，之后进入两级气固分离，将干燥后的亚硫酸镁回收到中间储仓以备煅烧使用，以实现干燥和煅烧工序的有机连接，保障系统的稳定运行。用于干燥的热量是利用煅烧分解段的余热，干燥热风温度200～350℃，去除亚硫酸镁内99％以上的自由水和10～50％的结晶水，以降低煅烧分解段的热量耗量。旋转闪蒸干燥机可以有效避免亚硫酸镁结块和堵塞问题，干燥后的亚硫酸镁颗粒细小，无需再破碎。

(2)亚硫酸镁分解：中间储仓内的亚硫酸镁通过给料机送入外加热式回转窑的窑头，随着回转窑的转动，亚硫酸镁不断向窑尾移动并不断的分解为氧化镁和二氧化硫，到达窑尾前亚硫酸镁基本分解完全，获得活性较高的氧化镁粉料从窑尾排出，浓度高达20～60％的二氧化硫气体从窑头排出。燃料可以选用煤或天然气，煅烧温度控制在700～900℃，停留时间控制在20～60min，以满足亚硫酸镁完全分解的需要。当采用原煤直接燃烧作为回转窑的热源时，排放烟气中含有大量的烟尘，不能直接用于亚硫酸镁的干燥，需要增加换热器将空气加热后用于干燥系统；当采用煤制气或天然气燃烧作为回转窑的热源时，排放烟气可以调节温度后直接用于亚硫酸镁的干燥。

主要参考资料

[1] 邱玉桂, & 颜春芝. (1997). 亚硫酸镁盐法浆氧气漂白的研究. 造纸科学与技术(4).

[2] 张军礼. (2010). 亚硫酸镁盐苇浆AKD施胶工艺研究. (Doctoral dissertation, 湖北工业大学).

[3] 吕天宝. (2017). 利用亚硫酸镁制硫酸与氧化镁技术. 硫酸工业(4).