镁法脱硫及脱硫产物多元化利用研究现状

3.2 镁法脱硫副产物制备硫酸镁及其应用领域

2017 年中国生产硫酸镁企业有50 家左右，产量接近150 万t，其中接近一半的产量出口国外，说明硫酸镁产品在国内外都有广阔的市场前景。硫酸镁一般在无机化工领域具有较大的应用需求，其中主要集中在建材与轻工业，例如镁质胶凝材料。另外其在纺织、医药、造纸等行业也有较大的应用。

1）农业：镁法脱硫副产物通过曝气氧化法可直接将亚硫酸镁强制氧化成硫酸镁，再依次经过低温加热浓缩、蒸发结晶、高速离心脱水等过程制得七水硫酸镁半成品，企业可根据具体的产品需求和干燥温度的不同制成不同的硫酸镁产品。对于纯度较低或纯化难度较大的硫酸镁，常用于制备硫酸镁肥料或直接用于改良土壤。MgSO4·7H2O半成品也可与氯化钾反应制备硫酸钾， 硫酸钾是制备钾肥的基础原料。同时硫酸镁和有机质经过复合配制，可以合成有机-无机复合肥料，复合镁肥在农业上使用广泛。

2）建筑业：硫酸镁在建筑领域主要用于制备胶凝材料［30］。副产物焙烧热解产生的氧化镁与经过浓缩的硫酸镁浆液按比例调配可制备硫氧镁水泥。硫氧镁水泥经过一系列增强改性，能够达到建筑使用标准，再通过发泡改性可制备用于建筑装修的保温材料。

3）畜牧业：硫酸镁经过一定工艺提纯后可以达到饲料级别，饲料级硫酸镁可以作为饲料加工中镁的补充剂，也可以直接作为饲料中镁元素的补充剂。

4）过程工业：硫酸镁在过程工程中的应用形式多种多样，总体在ABS 和PVC 树脂的合成助剂、造纸、印染等行业应用较多。其次，硫酸镁可用于环保领域中工业废水和生活污水的处理，可以使得工业废水和生活污水凝结和沉降，达到环保部门要求的废水排放标准。在纺织过程工业中，硫酸镁一般可以作为加重剂、镁染剂等对织物进行处理，也可用于印染细薄的棉布、丝，作为棉、丝的加重剂和木棉制品的填料。在制药工业中，硫酸镁的添加可制成泻药、三硅酸镁、麦白霉素等药物。

3.3 镁法脱硫副产物制备氧化镁及联产硫酸

中国生产氧化镁大部分通过煅烧菱镁矿获得。氧化镁的用途非常广泛，特别是高纯氧化镁，在各个领域几乎都有涉及。图2 为镁法脱硫副产物制备氧化镁及联产硫酸工艺流程图。该流程提供了镁法脱硫副产物的另一条资源化利用途径———制备氧化镁；还收集了SO2气体，SO2气体进入硫酸制备系统后，又形成另一具有高附加值的产品———硫酸。焙烧热解系统烧制而成的氧化镁可进入原脱硫系统循环使用；还可进行提纯。氧化镁提纯方法采用的是水化碳化法， 即向水化后的氢氧化镁浆液中鼓入二氧化碳，经过过滤、蒸发结晶、干燥等生成碳酸氢镁，再经过焙烧制备出高纯氧化镁。

制备高纯氧化镁及硫酸过程发生的主要化学反应：

1）副产物热解制备氧化镁：

MgSO3→MgO+SO2↑

MgSO4→MgO+SO3↑

2）SO2制备硫酸：

SO2+1/2O2→SO3↑

SO3+H2O→H2SO4

3）氧化镁水化碳化提纯：

MgO+H2O→Mg（OH）2

CO2+H2O→HCO3-+OHMg（OH）2+2HCO3-=Mg（HCO3）2+2H2O

4）焙烧热解制高纯氧化镁：

Mg（HCO3）2+2H2O=MgCO3·3H2O+CO2↑

5（MgCO3·3H2O）→4MgCO3·Mg（OH）2·2H2O+12H2O+CO2↑

4MgCO3·Mg（OH）2·2H2O→5MgO+3H2O+4CO2↑

3.4 氧化镁产品种类及用途

1）活性氧化镁：活性氧化镁吸附性能强且化学活性高。脱硫副产物可通过焙烧热解制备活性氧化镁。将经离心脱水得到的亚硫酸镁进行干燥、粉碎得到亚硫酸镁粉末， 将亚硫酸镁粉末配入一定量炭后进行焙烧，焙烧过程需严格控制温度，活性氧化镁含量受焙烧温度的影响较大， 焙烧后制得活性氧化镁和二氧化硫与二氧化碳的混合气体。氧化镁可以作为脱硫吸收剂回到系统中循环使用；二氧化硫与二氧化碳的混合气体通过物理降温分离， 二氧化硫经压缩收集用于制取硫酸。

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