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无水硫酸镁的制备方法有哪些

发布日期:2018/10/9 14:59:04

【背景及概述】[1][2]

硫酸镁有无水与含7分子结晶水之分。制革工业一般使用含水物,即MgSO4·7H2O。其外观为白色风化性粉末或四角柱晶体。味凉苦带咸味,无臭味。相对密度1.67。在空气中要逐渐风化。水溶液呈中性。溶于水,可溶于乙醇、甘油。硫酸镁属于无机盐类,在化工、化验、印刷、制革、医药等以及高端产品广泛泛用。其独特的镁离子效应,更为人们重视和利用。硫酸镁大多集中在海水中和少量存在于咸湖岩盐中,使用时从其中提取出其固体。硫酸镁多数含有7个结晶水即MgSO47H2O,成常态状且稳定。由于特殊需要,须制成无水硫酸镁。因此,需要去除7个结晶水,在近代化工原料的精制领域,担负着提纯、清除杂质的工艺技术内容,而脱去结晶水又使其纯度达到极高要求达到99.99%(4个9)这样高纯度又无水更是这一技术领域的高端技术层次发展的新要求和目标。

无水硫酸镁为无色斜方晶系结晶。相对密度2.66。熔点1124℃。溶于水、乙醇、甘油,不溶于丙酮。主要用作饲料,是家畜构成骨骼和牙齿的成分,为骨骼正常发育所需,也是多种酶的活化剂,在糖及蛋白质代谢中起重要作用。此外,还可用作肥料或复合肥料,也是生产氧化镁的原料。从20世纪50年代始,制取无水硫酸镁,大都采用从海水中提取含水(7个结晶水)硫酸镁(俗称泻盐),然后采用铁板煅烧脱水法,这个工艺将MgSO47H2O放在铁板上放入耐火炉中煅烧脱水,更为危险的是适时喷洒硫酸,对人产生极大的伤害,造成环境污染,其制取的无水硫酸镁色泽灰暗、有黑点、溶解度低、澄明度差、透光率低成乳白背影,即便是国外名厂默克所产的试剂纯的无水硫酸镁也是如此,

【应用[1][3]

1)加入到底革中有填充作用,并能使革保持一定的水分,革的重量增加,提高了革的坚实、耐磨性。重革加油时加入硫酸镁,可避免因革过于干燥而反栲或炸面。重革填充,可与木素磺酸盐、葡萄糖混合使用。配方:硫酸镁 1%~2%(挤水后皮重)、葡萄糖 1%~2%;重革的防反栲处理,可与明矾、牛胶、硫酸化油混合加入加油浴中;在毛皮的氧化漂白退色溶液中加入硫酸镁,对氧化过程能起到良好的作用,有助于获得柔软的皮板,并能保护毛;用作脱灰剂;毛皮混合污水处理的凝聚剂。

2)作抛光粉。

3)无水硫酸镁吸收水分,故可用作干燥剂。

【制备】[1][3]

1. 重结晶法。将粗硫酸镁加水溶解 (最好使用一效蒸发罐的冷凝水),溶浸温度90℃,浓度达35 °Bé以上,趁热将溶液过滤,除去不溶物。滤液冷却至10℃左右,将析出的七水硫酸镁离心脱水,脱水后产品纯度可达98%以上。为了进一步提高质量,降低氯根的含量,可再加入相当于硫酸镁重量10~20%的冷水 (冷的蒸馏水或冷的一效冷凝水),在离心机中喷洗,即得工业用硫酸镁,氯根的含量可达0.2~0.3%。结晶母液和洗涤水中含有20%左的硫酸镁,可用于下次溶化粗硫酸镁。将工业硫酸镁加水溶解,溶液净化除去砷和重金属,过滤,滤液蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离,得到精制七水硫酸镁,在200℃进行干燥脱水,制得饲料用无水硫酸镁成品。

方法2:一种利用硼泥废料生产无水硫酸镁的方法,包括如下步骤将硼泥用蒸汽加热到61~81度维持1.2~2.2小时,然后用甩干离心机液固分离,得到以硼酸为主的滤液送去另行深加工;硼泥(氧化镁计)与盐酸溶液以折算好的纯质量比1∶ 1.61~2.05反应于第一耐腐蚀反应器里,在徐徐搅拌下发生化学反应,反应生成氯化镁的水合物和其它组分生成氯化钙和极少量的氯化锰;过滤得到滤饼二氧化硅送去深加工;将澄清的氯化镁的水合物和其它组分生成氯化钙和极少量的氯化锰混合液与硫酸溶液以折算好的纯质量比1∶0.81~1.25反应于第二耐腐蚀反应器里,在徐徐的搅拌下进行化学反应,反应生成七水硫酸镁、硫酸钙、硫酸锰和盐酸混合溶液;过滤得到白色滤饼硫酸钙,经洗涤甩干、干燥粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙产品;将澄清的七水硫酸镁、硫酸锰和盐酸混合溶液送进减压蒸馏器进行减压蒸馏,当溶液达到饱和浓度时候将蒸馏液排出来冷却使七水硫酸镁结晶析出,继续减压蒸馏蒸掉全部结晶水经冷却、甩干、粉碎得到无水硫酸镁晶体产品;蒸馏液剩下的为盐酸再继续减压蒸馏蒸掉所有的硫酸镁杂质回收,在不同的冷却温度下少量的硫酸锰也结晶析出;最后得到盐酸溶液返回循环利用。

【主要参考资料】

[1] 中国盐业产品手册

[2] 张宝元. 精制高纯度无水硫酸镁工艺. CN200910069846.X ,申请日 2009-07-23

[3] 邓家国.一种利用硼泥废料生产无水硫酸镁的方法CN201410495533.1 ,申请日 2014-09-17