硫酸镁的性质和用途及生产方法

求进步

　　硫酸镁，通常泛指七水硫酸镁(MgSO4•7H2O)，其制取方法主要有两种：一是采用硫酸与菱镁矿等含镁矿石反应制取;另一种方法是从海湖苦卤中制取。
　　七水硫酸镁是一种重要的无机化工产品，用途十分广泛。在医药上，用于调配防护药膏、泻剂、镇痛剂、解毒剂，可加工成抗惊厥药、麦白霉素、乙酰螺旋霉素、肌酐、三硅酸镁、灰黄霉素、盐霉素、霉菌素、妥布霉素、肾炎康、赤霉素、硫酸卷霉素等;在微生物工业中，用作培养基成分，酿造用添加剂，发酵时的营养源;在轻工业中，用于生产鲜酵母、味精、饮料、矿泉水、保健盐、海水晶、沐浴康、“波顿”型啤酒和牙膏生产中磷酸氢钙的稳定剂;在食品添加剂中，用作营养增补剂、固化剂、增味剂、加工助剂;在化学工业中，用于制造硬脂酸镁、磷酸氢镁、氧化镁等镁盐和硫酸钾、硫酸钠等硫酸盐;在印染工业中，作为抗碱剂用于印染细薄的棉布、丝，也作为棉、丝的加重剂、木棉制品的填料和用于人造丝的生产;在制革工业中，用作填充剂，增强耐热性;在电镀工业中，用作导电盐，加入镀镍镀液，使镀液有较好的导电性能，且镀层白而柔软;在防火材料方面，用作丙烯酸酯树脂、环氧树脂、不饱和聚酯和聚氨酯等塑料的阻燃剂;在农业上，用作肥料;在环保上，用于工业污水处理等。
　　1 物化性质
　　1.1 物理性质
　　硫酸镁属斜方晶系，四角粒状或菱形晶体，五色，透明，集合体为白色、玫瑰色或绿色玻璃光泽。形状有纤维状、针状、粒状、块状或粉末，无臭，清凉，有苦咸味，相对密度1.67-1.71，分解温度1124℃。易溶于水，慢溶于甘油，微溶于乙醇，水溶液呈中性。
　　硫酸镁在48.1℃以下的潮湿空气中稳定，在温热干燥空气中易风化;高于48.1℃时，失去1分子结晶水，成为六水硫酸镁;在67.5℃时，溶于自身结晶水，同时析出一水硫酸镁;在70℃-80℃时，失去4分子结晶水;100℃时失去5分子结晶水;在150℃(有报道120℃)时失去6分子结晶水;在200℃时失去全部结晶水，成为粉状无水硫酸镁;加热到1124℃时以较大速度分解为MsO、SO2、SO3及O2，当有SiO2存在时分解速度增大。脱水物再置于潮湿空气中又能重新吸收水分。
　　1.2 化学性质
　　1)硫酸镁与碱溶液进行复分解反应，生成氢氧化镁沉淀：
　　MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
　　MgSO4+2NH3•H2O=Mg(OH)2↓+(NH4)2SO4
　　2)硫酸镁可以制取其他镁盐，如与泡花碱反应生成三硅酸镁，与碳酸氢铵反应生成碱式碳酸镁：
　　MgSO4+2Na2O•3SiO•5H2O=
　　2MgO•3SiO2•5H2O↓+2Na2SO4
　　5MgSO4+10NH4HCO3=
　　4MgCO3•Mg(OH)2•4H2O↓+6CO2↑+5(NH4)2SO4
　　3)硫酸镁制取其他硫酸盐，如与氯化钾反应可制取硫酸钾：
　　MgSO4+2KCl=K2SO4+MgCl2
　　2 生产方法
　　2.1 工业级和肥料级七水硫酸镁生产方法
　　2.1.1 硫酸法
　　氧化镁、氢氧化镁或碳酸镁与硫酸反应生成硫+酸镁，反应式如下：
　　MgO+H2SO4+6H2O=MgSO4•7H2O
　　Mg(OH)2+H2SO4+5H2O=MgSO4•7H2O
　　MgCO3+H2SO4+6H2O=MgSO4•7H2O+CO2↑
　　以氧化镁为例，先将硫酸和含氧化镁的矿石(白云石、菱苦土、蛇文石)或其煅烧粉按比例计量，在中和罐中加入水或洗水、母液，在搅拌下先徐徐加入煅烧粉等，再加入硫酸进行中和反应，控制pH=5，密度在1.370g/cm3-1.384g/cm3，将中和液保持在80℃，经叶片过滤机过滤，将清液打入结晶器，冷却至30℃以下进行离心分离(可在离，心机中水洗)，将湿料送入振动流化床，于50℃-55℃干燥制得七水硫酸镁。其工艺流程见图1(略)所示。
　　2.1.2 盐湖苦卤法
　　山西运城盐湖卤水属Na+、Cl-、SO42-、-H2O四元体系，生产芒硝后含MgO4150 g/L-200g/L、NaCl 65 g/T-80 g/L、MgCl2 25 g/L-45g/L的苦卤经夏秋两季自然蒸发浓缩后，放入结晶池至冬季卤温降至15℃-5℃时，排走上层母液即得粗制七水硫酸镁，其反应式如下：
　　Na2SO4+MgCl2+7H2O=MgSO4•7H2O+2NaCl
　　将粗七水硫酸镁于80℃-90℃下溶化为1.370g/cm3-1.384g/cm3溶液，经板框压滤机过滤或澄清分离后进行冷却结晶，析出MgSO4•7H2O，用三足式离心机分离，于50℃-55℃干燥，得七水硫酸镁。其工艺流程见图2(略)所示。
　　2.1.3 苦卤复晒法
　　盐田苦卤法生产的氯化钠是饱和的，硫酸镁是不饱和的，当温度降低到5℃时，便开始有MgSO4•7H2O和NaCl一起析出。在工业上，先将苦卤在复晒池中复晒到相对密度为1.26-1.296，析出NaCl，再将上部苦卤排入卤坑中，借助冬季严寒使MgSO4•7H2O析出，得到粗制七水硫酸镁。其产品杂盐(NaCl)含量较高，产品质量差，采用水洗法或重结晶法提纯，可制得精制七水硫酸镁。其工艺流程见图3(略)所示。
　　2.1.4 高温盐溶浸法
　　海水日晒苦卤，用兑卤法蒸发时产出高温盐，其组成为w(MgSO4)330%，w(NaCl)<35%，w(Mg-Cl2)≈7%，w(KCl)≈0.5%。用360g/L-380g/LMgcl2和淡水按质量比1：土混合配制成200 g/LMgcl2溶液，在48℃左右溶浸。由于NaCl溶解得很少，而MgSO4溶解得较多，保温澄清后，溶浸液与未溶解的高温盐分离后，冷却到10℃以下即可析出七水硫酸镁。其工艺流程见图4(略)所示。
　　2.1.5 震荡转化法
　　用硫酸镁饱和溶液(结晶母液)与高低温盐配成悬浊液，然后在震荡槽中震荡。氯化钠颗粒大，迅速沉降;一水硫酸镁细小，不易沉降。震荡后分离出沉降盐，给清液中加入一定量的淡水，在25℃下搅拌，一水硫酸镁转化成七水硫酸镁，离心脱水即得七水硫酸镁。其工艺流程见图5(略)所示。
　　2.1.6 碳酸化法
　　将CO2通入氧化镁和石膏的悬浮液中，碳酸化后生成CaCO3沉淀，过滤后，进一步加工制得七水硫酸镁。其反应式如下：
　　MgO+CaSO4&#8226;2H2O+CO2=CaCO3↓+MgSO4+2H2O
　　MgSO4+7H2O=MgSO4&#8226;7H2O
　　2.1.7 二氧化硫催化法
　　将SO2通入Mg(OH)2浆液中，在催化剂作用下于50℃-60℃通入空气进行氧化，分离后得到七水硫酸镁。其反应式如下：
　　Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O
　　MgSO3+O2+7H2O=MgSO4&#8226;7H2O
　　2.1.8 副产法
　　1)硫酸分解硼镁石生产硼酸的母液，经浓缩、冷却、分离，制得七水硫酸镁。
　　2)生产玻璃瓦时产生的废料与硫酸反应，制得七水硫酸镁。
　　3)杂卤石中提取硫酸钾，副产硫酸钙及七水硫酸镁。
　　4)生产钛白粉副产硫酸与氧化镁反应，制得七水硫酸镁。
　　5)合成氨中变催化剂副产硫酸铵与氧化镁反应，制得七水硫酸镁。
　　2.2 高纯级七水硫酸镁生产方法
　　将工业七水硫酸镁加入盛有80℃-90℃的热蒸馏水槽中，边加热边搅拌，溶解至质量浓度为1.21g/cm3，用碱除去砷、重金属等杂质，过滤后用活性炭脱色，浓缩至质量浓度为1.370 g/cm3-1.384g/cm3，冷却结晶，温度达25℃-15℃时分离洗涤，在50℃-55℃下用振动流化床干燥，依据水质、除杂、脱色、洗涤程度的不同，得到不同等级的高纯七水硫酸镁。其工艺流程见图6(略)所示

shanxishouyao

顶一个。。。

zds

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lilyyang

学习了，谢谢分享。

loves609

拜读了。

zhaoyuan120

写的很详细，学习了！