利用高温盐废渣制取一水硫酸镁技术创新研究

第45卷 第9期 2018年9月天 津 科 技TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGYV ol.45 No.9Sep. 2018收稿日期：2018-08-10应用技术利用高温盐废渣制取一水硫酸镁技术创新研究张德强，魏炳举，刘素芹(天津长芦海晶集团有限公司 天津300450)摘 要：氯化钾生产中副产高温盐废渣的再利用一直是盐化行业的难题，从项目立项背景、中试研究、工业化装置的建成及发展等方面，阐述了利用沉降式离心机将高温盐中氯化钠和一水硫酸镁分离并几经反复最终成功制取硫镁肥的关键生产技术研发历程，回顾总结了该技术发展、完善及成熟的创新过程。

关键词：氯化钾 高温盐废渣 一水硫酸镁中图分类号：TQ444 文献标志码：A 文章编号：1006-8945(2018)09-0066-02The Innovation Process About Preparation Magnesium SulfateMonohydrate from High Temperature Salt ResidueZHANG Deqiang ，WEI Bingju ，LIU Suqin(Tianjin Changlu Haijing Group ，Co.，Ltd.，Tianjin 300450，China )Abstract ：The high temperature salt as the by-product of potassium chloride’s productive process is the difficult problem of chemical industry. The paper introduces the technology which produces magnesium sulfate through separating sodium chlo-ride and magnesium sulfate monohydrate mixture by decanter centrifuge. This innovation process was described from the aspect of the background of project establishment ，pilot-scale test ，construction and development of industrialized equip-ment. The paper also describes the technology’s developing process. Key words ：magnesium sulfate ；high temperature salt ；sodium chloride0 引 言20世纪90年代，天津长芦海晶集团有限公司所属化工厂是以苦卤为原料生产氯化钾、氯化镁的盐化公司，在生产过程中排出大量的高温盐废渣，每生产1t 氯化钾要副产8～10t 高温盐，它是氯化钠和硫酸镁的混合物，因无直接用途而排弃。

高温盐废渣的处理及利用一直是盐化行业的老大难问题。

一水硫酸镁是一种含有双营养元素(硫、镁)的化学肥料，我国南方大面积酸性土壤普遍缺镁，需要施用氮磷钾镁肥，海南省的橡胶种植也需要大量的硫酸镁肥料。

国际市场上，东非、西非、东南亚、印度以及拉丁美洲等地区的土壤缺硫，一直以来向我国求购硫酸镁肥料，一水硫酸镁有广阔的市场需求，当时硫酸镁售价在65美元/t 以上，市场前景非常可观。

因此，对高温盐废渣进行有效的分离工艺技术创新研究甚为重要，可为企业创造经济和社会效益。

1 项目起步及方案制定阶段——中试试验研究多年来，国内苦卤化工行业在高温盐的综合利用方面做了大量工作，先后有振荡分离法、浮选法和旋流法，但均未得到规模应用。

我公司先后与原轻工业部某研究所等科研单位做了溢分法和旋流法分离高温盐中的硫酸镁和氯化钠试验，但溢分法设备庞大、工艺路线长、运行费用高；旋流法分离效果差，研究均告中断。

1997年，为了解决高温盐排放与利用难的问题，当时的公司科技开发部重新立项，经多方面调研，寻找技术合作伙伴，本着利益共享、风险共担的合作原则，经多轮沟通洽谈，确定由某工程技术研究院负责试验方案的制定和技术指导，海晶集团负责现场安装和设备调试，苏州某化工设备厂提供离心机关键设备并负责调试。

通过与参试单位利益捆绑、共享，充分调动了合作单位的积极性，对项目的成功起到了推进2018年9月张德强等：利用高温盐废渣制取一水硫酸镁技术创新研究 ·67·作用。

利用高温盐制取一水硫酸镁的技术关键是分离，分离效果的好坏直接影响产品质量、收率和成本，经多次研究选用的工艺流程1如图1所示。

图1工艺流程1Fig.1Technological flow sheet 1在试验期间，进行了多次不同转速及不同固液比条件的试验，证实了沉降式离心机分离高温盐废渣是可行的。

通过试验取得了最佳的分离条件和工艺参数，试验制得的湿一水硫酸镁经干燥后，质量达到MgO≥25%，S≥18%。

后经进一步小试研究，将粗的一水硫酸镁经过转化生成七水硫酸镁，再由七水硫酸镁干燥脱水得到了MgO≥26.5%，S≥21%的出口级标准的硫酸镁产品。

工艺流程2如图2所示。

图2工艺流程2Fig.2Technological flow sheet 2中试试验的成功及工艺路线的确定为万吨级装置的实施奠定了基础。

2 工业化装置建设及实施阶段——万吨级装置的建成及试车中试试验取得了预期的效果，之后科技开发部编制了“利用高温盐生产一水硫酸镁及副产工业精制盐工程”项目建议书和可行性研究报告提交集团公司，重点阐述了项目实施的紧迫性和必要性。

在参试人员的共同努力攻关下，试车初期基本顺利，用较短的时间打通了工艺，生产出合格的产品，产品质量达到了出口级标准，工业盐(湿品)含NaCl在92%以上，产能达到30t/d以上，完全达到了设计要求。

但是，随着试车的进行，天气逐渐转暖，由一水硫酸镁转化成七水硫酸镁的转化率逐渐降低，同时伴有颗粒较细的白钠镁矾析出，影响了转化率和七水镁离心机的脱水效果，导致产品质量下降。

上述原因造成生产装置无法运行，被迫暂时停产。

3 改造及完善阶段——工业化装置运营的产学研合作创新合作双方积极研究改进方案，对项目运作方式进行了创新，本着利益共享、风险共担的原则，经协商由某研究院下属公司以租赁的方式投产改进、生产经营。

该项目运作，开辟了产、学、研结合的新模式。

项目组成员一边积极探索高温盐制取硫酸镁工艺技术，一边认真地考察国内外市场，通过考察得知当产品质量指标为MgO≥25%、S≥18%时，在东南亚国家也有广阔的市场。

通过工艺技术分析，在工艺上进一步改进和优化，避开一水硫酸镁转化工序，直接由镁乳过滤干燥生产一水硫酸镁产品，同时对分离和干燥设备进行了改进和完善。

工艺改进后，生产很快就调试正常，进入了正常生产阶段。

一水硫酸镁平均日产量35.2t，平均质量为MgO达到25.76%，S达到18.16%，完全达到出口级MgO≥25.5%，S≥18%的标准，工业盐平均日产量38.8t，NaCl平均含量达到91.28%，符合国家工业盐三级品标准(NaCl≥89.5%)。

虽然一水硫酸镁质量和最初相比有所下降，但省去了转化工序，提高了产品收率、降低了能耗，成本也大幅降低，综合经济效益更加可观。

至此，无论从工艺设备上，还是从生产经营上该项目都步入了正常的轨道，彻底改变了传统盐化行业产品老三样的格局，变废为宝，开启了盐化行业的新篇章。

4 成熟及发展阶段——项目的持续改进化工厂搬迁后建设的硫酸镁项目由海晶集团公司负责生产经营。

在搬迁设计过程中，技术人员认真研究了原工艺、设备的运行状况，针对生产运行中存在的问题进行了改进和创新。

干燥工序的改造：原硫酸镁干燥工序采取厢式压滤机卸料后，物料直接落地，需人工用铁铲向皮带机送料，硫酸镁滤饼为黏性块状堆料，黏结性较强，故人工送料劳动强度大，操作环境恶劣。

用螺旋输送机取代皮带机后，彻底解决了物料输送问题，减轻了劳下转第70页·70·天 津 科 技第45卷 第9期4.6 航带模型的非线性改正采用航带法区域网平差进行非线性变形的改正。

4.7 结论基于1∶10000精度的要求，对城市进行测量统计，最大误差在0.3m，基本满足测绘要求。

5 结 语由于无人机具有成本投资小、运输方便等特点，无人机测绘技术在未来的测绘市场中会应用更加普遍。

数字化城市离不开信息化，目前大多数单位都已经采用DTM技术进行测绘工作，传统的人工勘测即将被取代，城市规划测量将变得更为简单和准确。

■参考文献［1］王宗华. 浅析无人机在城市规划测量中的运用[J]. 中华民居(下旬刊)，2013(10)：259-260.［2］熊伟，张仁平，刘奇韬，等. A*算法及其在地理信息系统中的应用[J]. 计算机系统应用，2007(4)：14-17. ［3］马玉清，吴房胜. PID算法在无人机智能控制系统中的应用[J]. 湖南城市学院学报：自然科学版，2016，25(2)：119-120.上接第67页动负荷，改善了操作环境。

热风炉除尘系统改造：将原多管除尘器改为热风除尘器，改造后，减少了热损失，降低了煤耗。

硫酸镁造粒：由于硫酸镁产品为粉末状，物料颗粒过小、易吸潮，在运输、存储过程中易造成损失，并且使用时粉尘大，开发粒状硫酸镁是市场所需。

硫酸镁造粒的成功开发，不仅能够解决海晶集团化工厂每年2万t的粉末状一水硫酸镁产品的销售压力，而且提高了经济效益。

尤其是此项目的实施，带动了国内市场一水硫酸镁产品的工艺技术进步，符合创新发展的趋势，提升了产品竞争力。

热风炉煤改燃：随着天津市大气环境治理力度的加大，硫酸镁车间将原来生产用的燃煤热风炉改造为燃气炉，实施后，降低了排放污染物的含量，提高企业清洁生产水平，减少大气污染对环境的影响。

综上所述，硫酸镁项目自建成后，历经多次的改造升级，现在该装置运行平稳，产品产量、质量稳定，工艺、设备运行良好，各项消耗逐年降低，从而提升了硫酸镁产品的行业竞争力。

5 结 语在市经委和渤化集团的大力支持下，在我集团公司领导的高度重视及全体员工的一致努力下，该项目历经起步、实施、完善、成熟及发展阶段逐步走向成熟。

该工艺生产出的硫酸镁获得了“天然硫镁肥”的美誉，除了销往东南亚国家外，在日本、韩国也占据了一定的市场份额。

该项目的实施，使我集团公司进一步调整了产品结构，改变了苦卤化工老三样的产品格局，不但给企业创造了经济效益，而且为同行业提供了高温盐废渣综合利用的技术示范；既生产出市场急需的产品，又杜绝了高温盐对盐田及附近海域的污染，变废为宝，在整个工艺过程中无三废排放。