专利名称:以菱镁矿为原料生产硫镁肥的方法
本发明涉及一种生产复合肥料添加剂一水硫酸镁的工艺方法。
镁能促进植物体对磷的吸收，它是植物体中不可缺少的元素之一。硫镁肥或肥料用硫酸镁是生产复合肥料的一种重要的添加剂，其主要成分是含有结晶水的硫酸镁盐。为了提高硫镁肥中氧化镁(MgO)含量和硫(S)含量，现有技术一般是利用某些化学反应先制成七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)，然后再将七水硫酸镁加热焙烧成一水硫酸镁(MgSO4·H2O)，常用的化学反应有
这种生产一水硫酸镁的方法由于需要加热焙烧，因而工艺较复杂，而且能耗较高，因而生产成本也比较高。
除上述化学方法之外，还有一种方法是从镁盐和硼的天然共生矿中分离出带结晶水的硫酸镁。这种分离的方法不仅需要经过复杂的选矿工艺和分离工艺，而且还受到地球上镁盐和硼的天然共生矿储量的限制。这种天然共生矿的储量很小，在我国则尚未发现有开采价值的该种矿藏。但是，我国的菱镁矿(主要含碳酸镁)的储量却极为丰富，是可以利用来生产硫镁肥的重要原料。
本发明的目的是获得一种以天然菱镁矿为原料直接生产-水硫酸镁的工艺方法，以克服现有技术生产-水硫酸镁的工艺方法工艺复杂、能耗高、成本高的缺陷，同时充分利用天然菱镁矿资源。
为了达到上述目的，本发明将天然菱镁矿(MgCO3)在适当的温度下焙烧，再将焙烧后所得到的轻烧氧化镁(MgO)与适当浓度的硫酸(H2SO4)反应，并利用该反应的反应热直接生产出一水硫酸镁(MgSO4·H2O)。该工艺方法主要包括焙烧工艺、反应工艺和粉碎工艺三个工艺过程，附图1为该工艺方法的工艺流程示意图，下面结合实施例对本发明的要点作进一步的说明。
本工艺方法所采用的原料为天然菱镁矿，其主要成分是游离状态的MgCO3和水合物形式的MgCO3·H2O及MgCO3·5H2O。
本工艺方法中的焙烧是将天然菱镁矿在适当温度下在焙烧炉中进行的，全部焙烧工艺按以下步骤顺序进行(1)将经过精选的菱镁矿石装入焙烧炉中。焙烧炉可以是竖炉、回转炉、多层机械炉或沸腾炉中的任何一种，焙烧炉所使用的燃料可以是煤或天然气。
(2)将焙烧炉点火升温。天然菱镁矿的主要成分在加热焙烧时将分解为氧化镁(MgO)和二氧化碳气体(CO2)，焙烧后所生成的氧化镁的耐酸、耐水性能与焙烧温度关系极大，在高温下煅烧过的氧化镁是很硬的固体，并且具有耐酸和耐水性。在本发明中，为了使焙烧所生成的氧化镁在下一个反应工艺中能够与硫酸发生反应，焙烧炉的炉温必须严格控制在800～900℃，最高不得超过900℃，最佳炉温为850℃左右。在这种温度条件下焙烧天然菱镁矿所得到的将是一种轻烧氧化镁它是一种松的粉末，很容易溶于酸而生成镁盐。
(3)在800～900℃的炉温下保持10～15小时，例如保持12小时。在这种温度条件下，天然菱镁矿即可分解为轻烧氧化镁和二氧化碳气体，其化学反应式为
(4)出炉、自然降温、除杂、粉碎、风选。粉碎后的轻烧氧化镁的粒度在60～100目为宜。
本工艺方法中的反应是将经焙烧工艺后所得的轻烧氧化镁与适当浓度的硫酸在反应器进行的。全部反应工艺按以下步骤顺序进行(1)配酸。硫酸(H2SO4)与氧化镁(MgO)的化学反应是放热反应，为了充分利用反应热直接生成一水硫酸镁，同时又不使反应过于剧烈，必须严格控制硫酸的浓度。本发明中硫酸的浓度为70～80%，最佳浓度为75%。为了得到预期浓度的硫酸，可用水(H2O)稀释工业硫酸，例如浓度为98%或92.5%的工业浓硫酸。配酸可以直接在反应器中进行，例如，先将一定量的水加入反应器，再将一定量的工业浓硫酸缓慢加入反应器，使反应器中硫酸的浓度达到预定值范围，加入工业浓硫酸时必须不断搅拌反应器中的酸液。
(2)向反应器中的硫酸溶液中加入轻烧氧化镁。由于工业浓硫酸与水的反应以及随后的氧化镁与硫酸的反应都是放热反应，为了避免后一反应过于剧烈，应在反应器中的酸液温度降到40～60℃时加入轻烧氧化镁。为了保证最终产品硫镁肥中氧化镁的含量和硫的含量都达到理想的标准，加入反应器酸液中的轻烧氧化镁的量必须严格控制，本发明中加入反应器酸液中的轻烧氧化镁与反应器中硫酸溶液的重量比为(45～55)∶100，例如50∶100，重量比的上下限最好与硫酸浓度的上下限相对应。轻烧氧化镁应缓慢地加入反应器的硫酸中，同时充分搅拌反应器中的反应物，直到反应器中的反应物的PH值达到6～7时为止。由于硫酸与轻烧氧化镁的反应将释放出大量的反应热，因此，利用该反应可以直接得到一水硫酸镁，其化学反应式为
本工艺方法中的粉碎工艺即将上述反应所得的一水硫酸镁加以粉碎以便于配制复合肥料。由于上述反应进行得很快，其反应产物一水硫酸镁在冷却后即迅速变硬，因此，粉碎工艺应在反应产物的温度降低到50℃之前及时进行。
到此为止，以天然菱镁矿为原料生产一水硫酸镁的主要工艺已进行完毕，对经粉碎后的一水硫酸镁进行检验、包装即得到硫镁肥成品。
本发明由于以天然菱镁矿为原料，并且巧妙地利用轻烧氧化镁与硫酸的放热反应而直接生产出一水硫酸镁，因而简化了硫镁肥生产工艺，降低了能耗和生产成本，并且有可能充分利用天然菱镁矿资源。利用本发明所生产的硫镁肥的氧化镁含量可达26%以上，硫含量可达16%以上，而且由于粒度细，不仅便于配制复合肥料，而且具有速溶、速效的特点。
本发明具有显著的经济效果，可广泛用于以天然菱镁矿或轻烧氧化镁为原料直接生产硫镁肥的场合。
权利要求
1.一种生产复合肥料添加剂一水硫酸镁(MgSO4·H2O)的工艺方法，现有技术一般利用某些化学反应先制成七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)，然后再将七水硫酸镁焙烧生成一水硫酸镁，本发明的特征在于它是以天然菱镁矿为原料并经过焙烧、反应和粉碎等主要工艺过程而直接生产一水硫酸镁，也即先将天然菱镁矿在适当的温度下焙烧成为轻烧氧化镁(MgO)，然后将焙烧所得的轻烧氧化镁与适当浓度的硫酸(H2SO4)进行反应直接生成一水硫酸镁并及时加以粉碎。
2.一种按照权利要求
1所说的工艺方法，其特征是所说的焙烧工艺是按以下步骤顺序进行的(1)将经过精选的天然菱镁矿石装入焙烧炉中;(2)将焙烧炉点火升温至800～900℃;(3)在上述炉温下保持10～15小时;(4)出炉、自然降温、除杂、粉碎、风选。
3.一种按照权利要求
1所说的工艺方法，其特征是所说的反应工艺是按以下步骤顺序进行的(1)配酸，即用水(H2O)将工业浓硫酸(例如浓度为98%或92.5%的浓硫酸)稀释，使硫酸(H2SO4)的浓度为70～80%，稀释时必须不断搅拌反应器中的酸液;(2)当反应器中酸液的温度降至40～60℃时，向反应器中缓慢地加入一定量的轻烧氧化镁(MgO)，并充分搅拌反应器中的反应物，直到反应物的PH值达到6～7为止。
4.一种按照权利要求
3所说的工艺方法，其特征是加入反应器的轻烧氧化镁与硫酸溶液的重量比为(45～55)∶100，其上下限与硫酸浓度的上下限相对应。
5.一种按照权利要求
1所说的工艺方法，其特征是所说的粉碎工艺必须在反应产物的温度降到50℃之前及时进行。
专利摘要
以菱镁矿为原料生产硫镁肥的工艺方法涉及一种生产复合肥料添加剂一水硫酸镁的工艺方法，其目的是克服现有技术生产工艺复杂、能耗高、成本高的缺陷，并充分利用天然菱镁矿资源。本发明将天然菱镁矿经过焙烧后所得的轻烧氧化镁与适当浓度的硫酸反应，直接生成一水硫酸镁。本发明适用于以天然菱镁矿或轻烧氧化镁为原料生产硫镁肥。
文档编号C01F5/40GK86105794SQ86105794
公开日1987年1月31日 申请日期1986年7月25日
发明者仝兆胜 申请人:仝兆胜导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan