国内硫酸镁生产现状及应用前景

国内硫酸镁生产现状及应用前景 郭如新 (天津碱厂 天津市 300450) 摘 要:本文评述了国内硫酸镁产品生产和应用, 包括生产厂家, 生产能力,进出口统计 资料 ,研究开发动向及应用前景。 关键词:硫酸镁; 肥料;应用 中图分类号: TQ111. 17 文献标识码: A 文章编号: 1001- 2214( 2001) 03- 0024- 04 1 前言 国内硫酸镁大宗产品的生产, 大约起始于 1990 年前后,当时东南亚国家如马来西亚、印尼每年都需 大量从原东德进口天然硫酸镁肥料( Kieserite)以增 施镁肥改良土壤。东西德合并统一后, 由于种种原 因产品供应中断,于是求购对象转向既拥有镁矿资 源,路途又较近的中国大陆。有关厂家抓住这一时 机,办起了合成法硫酸镁肥料厂,其中规模最大的一 家就是天津硫酸厂, 该厂于 1991年出口 26Kt , 1992 年扩大到 50Kt, [ 1]由于出口需求量大, 生产所用原 料稀、废硫酸和煅烧菱镁矿资源丰富且较低廉,于是 合成法硫酸镁厂先后在山东、河北、辽宁乃至其它地 区相继设点生产。到目前为止全国共有合成法生产 厂点 28 处, 总生产能力已超过 190Kt , 约有一半以 上产品出口,这就是国内合成法硫酸镁生产发生、发 展的历史背景。 与此同时,国内天然硫酸镁资源,诸如山西运城 盐湖的硫酸镁资源(储量为 10500Kt) , 沿海地区盐 化工副产硫酸镁资源( 1990 年约为 700Kt) ,却没有 得到充分利用,且不说西部地区青海柴达木盆地的 镁质资源的利用了。只是到了近期, 鉴于国家实施 可持续发展战略, 充分利用资源和环境呼声的日益 高涨,才使得综合利用这些资源重新受到重视。本 文拟就国内硫酸镁肥料生产现状、研究开发动向以 及应用前景作一简要综述。 2 生产厂家、生产能力和出口情况 国内现有硫酸镁生产厂点约 32处,其中盐化副 产 2处 19Kt ,盐湖卤水利用 2处 45Kt ,总生产能力 表 2 正交实验的因素水平表 水平 钙硫比 ( A) 反应温度( e ) ( B) 反应时间( min ) ( C) 絮凝剂浓度( ppm) ( D) 1 2 1. 20 1. 25 35 30 6 10 350 450 表 3 L8( 27)正交实验 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 序号 A B A* B C A* C B* C D 除硝率, % 1 A1 B1 1 C1 1 1 D1 94. 57 2 A1 B1 1 C2 2 2 D2 94. 14 3 A1 B2 2 C1 1 2 D2 94. 48 4 A1 B2 2 C2 2 1 D1 94. 62 5 A2 B1 2 C1 2 1 D2 95. 08 6 A2 B1 2 C2 1 2 D1 95. 14 7 A2 B2 1 C1 2 2 D1 94. 79 8 A2 B2 1 C2 1 1 D2 95. 03 KH1 94. 45 94. 73 94. 63 94. 73 94. 81 94. 83 94. 78 KH2 95. 01 94. 73 94. 83 94. 73 94. 66 94. 64 94. 68 R 0. 5575 0. 00 0. 20 0. 00 0. 15 0. 19 0. 10 3 结论 采用化学方法向盐浆洗液中添加氯化钙溶液以 除去洗液中的芒硝,工艺简单,设备投资少, 可操作 性强。通过正交实验确定的最佳除硝工艺为:钙硫 比为 1. 25,反应时间为 6min, 反应温度为 35 e , 絮 凝剂的添加量为 350ppm, 除硝率可达到 95% ,该工 艺可以放大,重复性较好。 [ 参 考 文 献 ] [ 1] 田立楠,梁合,盐化工概论[ M ] ,武汉:华中理工大学出版社, 1992, 33 [ 2] 张学文,浅谈输卤管道堵管事故处理与预防 [ J] , 中国井矿盐, 2000, 31( 4)33~ 34 [ 3] 中科院青海盐湖研究所分析室,卤水和盐的分析方法(第二版) [ M ] ,北京:科学出版社, 1982, 65 [ 4] 丁绪淮,谈遒,工业结晶[ M ] ,北京:化学工业出版社, 1985, 145 [ 5] 何秉忠,田立楠,苏裕光, Ca2+ Na+ MCl- SO 2-4 - H2O 相平衡体 系 35 e 溶解度的预测 [ J ] , 武汉化工学院学报, 2000, 22 ( 1) : 1 ~ 3 (收稿日期 2000. 12. 29) 24 海湖盐与化工 第 30卷第 3期 大于 255Kt/ a。合成法占 74. 6% , 盐湖卤水利用 17. 8%, 盐化副产 7. 6%。1997 年出口总量为 148Kt ,约占总能力的 58%。现将国内硫酸镁生产 点及生产能力列入表 1。1996 年~ 1998年进出口 统计资料列入表 2。 表 1 国内硫酸镁生产厂点及生产能力 厂家名称 品种 生产能力 ( Kt /a) 投产年代 天津硫酸厂 MgSO 4#H2O 20. 0 1988 天津汉沽磷肥厂 MgSO 4#H2O 20. 0 1988 天津京华化工厂 MgSO 4#H2O 20. 0 1989 天津汉沽粉末冶金厂 MgSO 4#H2O 15. 0 1990 天津长河化工厂 MgSO 4#7H2O 不清 山东淄博星月硫酸镁厂 MgSO 4#H2O 农用 7. 2 MgSO 4#7H2O 工业 6. 0药用 3. 0 山东淄博溶剂厂 不清 7. 0 山东莱州化工总厂 MgSO 4#H2O 农用 10. 0 山东莱州莱玉化工厂 MgSO 4 MgSO 4#H2O MgSO 4#7H2O 工业食品不清 山东青岛建材化工厂 MgSO 4#H2O 3. 5 山东莱州丰禾化工厂 MgSO 4#H2O 农用不清 1998 江苏连云港黄海化工厂 MgSO 4#H2O 5. 0 1989 江苏灌东盐场化工厂 MgSO 4#7H2O MgSO 4#H2O 14. 0 辽宁宽甸东星化工厂 不清 5. 0 河南南阳汉都化工有限公司 MgSO 4#7H2O 工业 11. 0 饲料 5. 0 药用 4. 0 河南省医药化工厂 MgSO 4#7H2O 1. 8 河南开封东大化工集团 1. 0 河南新乡尤祥化工有限公司 不清 河北丰南滨海化工厂 12. 0 山西运城盐化局 MgSO 4#H2O 30. 0 MgSO 4#7H2O 15. 0 山西南丰化工集团 1. 8 上海宝达化工有限公司 12. 5 广西玉林豪源化工厂 10. 0 广东汕头安达化工公司 饲料级 不清 1990 广东汕头塑化厂 1. 0 黑龙江安达化工总厂 ABS树脂专用 4. 0 1998 浙江温州长征化工厂 1. 5 四川省地矿化工厂 1. 5 四川威远磷肥厂 1. 0 四川德阳金属化工厂 1. 0 四川德阳柏隆化工厂 1. 0 甘肃金昌无机盐厂 MgSO 4#7H2O 4. 0 合计 254. 8 表 2 1996年~ 1999年硫酸镁进出口统计资料 年 份 进口量( t ) 出口量( t ) 1996 65. 0 68218. 3 1997 124. 5 147918. 5 1998 558. 1 62157. 0 1999, 1~ 4月 219. 6 36499. 4 3 研究开发动向 一件中国专利[ 2]介绍了采用一步法直接从硫 酸和煅烧菱镁矿生产 MgSO4#H2O 的工艺, 该工艺 免除了一般技术中先制成 MgSO4#7H2O 再转化成 MgSO4#H 2O 的过程, 从而简化了工艺程序。但该 工艺生产的产品含杂质较多,只能作为农用肥料,而 不宜用于其他领域。此外,该工艺耗用大量硫酸和 煅烧菱镁矿致使生产成本较高。在此后获准的专利 中,多半都集中在盐化厂副产高温盐的利用上。 一种称为浮选热结晶法的回收工艺分为三道工 序,即浮选, 热溶和结晶[ 3]。首先以硫酸镁饱和溶 液为母液从高温盐中浮选出 MgSO4#7H2O,然后再 将硫酸镁加水加热制成硫酸镁饱和溶液, 进而适当 降温结晶析出 MgSO4#H 2O。本专利工艺简单, 成 本低廉,所得产品杂质含量少,适合用于从盐厂高温 盐中生产一水硫酸镁。 另一件专利[ 4]则是将合成法与高温盐回收利 用相结合的方法以制取一水硫酸镁。按一定比例 (重量) , 粗硫酸镁B氧化镁B硫酸B水为1B( 0. 06~ 0. 44)B( 0. 078~ 0. 86) B( 0. 011~ 0. 20)。将上述原 料经充分搅拌混合, 静置至反应物中氯离子含量为 0~ 2. 5%为止。经分离结晶,制得一水硫酸镁。成 分为含 MgO \26% , S \20% , CaO [ 2% , 游离酸 [ 0. 5%。 也可将高温盐先配制成料浆, 分离成镁乳和粗 盐,再往镁乳中加入一定量的水, 在 25 e 条件下将 MgSO4#H2O 转化成 MgSO4#7H 2O, M gSO4#7H2O 经脱水干燥即得高质量一水硫酸镁[ 5]。 江苏灌东化工厂从高温盐制取一水硫酸镁,并 对干燥工艺进行了改造[ 6]。 最近的一件专利[ 43]是采用湿式筛分法分离高 温盐,方法是:按高温盐B循环母液B助沉剂= 1B( 0. 2 ~ 2. 0) B( 0. 001~ 0. 002)的重量比配制浆料,配料温 度为50 e ~ 110 e ,配料搅拌时间0. 1h~ 5h,该浆料 以 0. 3m3/ h~ 3. 5m 3/ h的流量, 均匀喷淋在机械振 动筛中,同时在其上部从喷淋器向筛面喷淋卤水,喷 25第 30卷第 3期 海湖盐与化工 淋密度为 0. 1m3/ m2#h~ 2. 0m3/ m2#h, 常压下进行 筛分,得筛上物和筛下物。筛上物经洗涤、脱水得氯 化钠, 筛下物经保温增稠脱水得一水硫酸镁。本发 明在常压下进行筛分,工艺过程简单且容易控制, 设 备投资少, 生产成本低。干燥后一水硫酸镁质量: M gO \28. 0%, S \20% ,氯化钠达到工业盐国家标 准规格。 山西运城盐化局采用山东干燥技术中心提供的 KLG- 55型流化床干燥设备对七水硫酸镁进行脱 水干燥,提高了生产能力, 降低了成本, 取得较好的 效果,已成功地应用于 30Kt/ a 一水硫酸镁生产中。 干燥前七水硫酸镁含水份 41. 5% ~ 42. 3% ,氧化镁 15. 4%~ 15. 7% ,干燥后成品含氧化镁\26. 5%, 硫 \21. 0% ,水份 1. 20% ~ 2. 30% [ 7~ 8]。 其他在水溶液和相图方面尚有: MgSO4 - CO (NH2) 2 ) H2O 三元体系在 25 e 时等温溶解度[ 9] ; KCl( K2SO4 ) ) MgCl2 ( M gSO4) ) CO( NH 2) 2 ) H 2O 四元体系等温溶解度[ 10] ; M gSO4 ) H2O 系统高温 ( 180 e )结晶动力学等诸项研究[ 11]。 4 镁肥应用现状及前景 生物学、营养学研究结果表明,镁不仅是植物生 长所必须的中量元素, 同时也是人类和动物不可缺 少的重要养分。人类和动物缺镁会引起众多疾病, 植物缺镁也同样会出现很多问题。因此, 镁肥的研 究与应用已成为世界农学界和土肥界所共同关注的 问题。 土壤的镁素研究和镁肥的应用约始于 20世纪 30年代,随着氮磷钾肥料的大量应用,有机肥用量 的锐减,高产作物的大面积种植以及复种指数提高 等,致使土壤中的镁被大量携出。加之对土壤又长 期缺少补镁措施,更进一步加剧了土壤中镁素的耗 竭。现在不同了,在我国当今肥料发展和应用战略 中,特别是在钾肥施用量日趋增长的情况下, 镁肥的 重要性更加明显的表现出来, 这可从专著的出版[ 12] 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 性述评文献[ 13~ 17]和大量的研究成果的发表而 得到证实。 硫酸镁作为肥料,可直接用作基肥、追肥和叶面 肥使用。施用镁肥不仅可以增加作物产量, 还可有 效地改善作物品质。随着农业种植中对镁、硫中量 营养元素在提高作物产量和改善作物品质方面的认 识不断深入,近年来国内硫酸镁作为农用双养分硫 镁肥料在生产和应用方面均取得了一定进展[ 18]。 据全国土壤普查资料显示, 我国不少地区土壤 缺镁状况比较严重, 缺镁土壤面积达 553. 3 万 ha, 约占全国耕地总面积的 6% 左右。据有关方面估 计,若国内现有缺镁土地每亩施用硫酸镁 5kg,则年 需硫酸镁 415Kt , 加之种植其他经济作物所需的硫 酸镁约 100Kt, 则硫酸镁作为农用肥料的需求量为 515Kt。而目前国内施用的硫酸镁肥料估计不足 20Kt ,仅为需求量的 4%左右。 根据国外多年来硫酸镁肥料的应用实践,和国 内近年硫酸镁肥料研究开发和推广应用成果,肥料 级硫酸镁无论对出口还是内需都是一个巨大的潜在 市场,其需求量将会逐年上升。 近年来关于镁肥对不同地区不同作物的肥效研 究十分活跃,现仅就收集到的资料简要汇总如下。 关于镁肥的施肥技术和在桂中地区干旱地土壤 中的应用见文献[ 19~ 20]稻田缺镁及其防治与补救见 文献[ 22] ; 水稻缺镁调查及施镁技术推广见文 献[ 22A]。 镁肥对烤烟产量和品质的影响[ 23] ,钾镁肥在烤 烟中的应用及对几项生理指标的影响[ 24, 24A, 24B]以 及 N、P、K、Mg 多元素平衡施肥对烤烟产量和化学 成分的影响[ 25]分别见有关文献。 花生硫素营养研究综述, 钾镁肥对花生生长的 作用见文献[ 26, 27]。 镁肥及钾 镁肥 对甘蔗 产量 和品质 的效 应[ 28, 28A, 28B]柑桔缺镁症的补正[ 29] ;镁对油菜[ 30]、大 棚草梅[ 31]、桑树果实[ 32]增产提质效果都有成果发 表。 镁对高产小麦和马铃薯的效应见文献[ 33, 34]。 关于钾镁硫肥料对茶叶质量和组分影响的系统 研究是中国农科院杭州茶叶研究所与德国 Kali und Salz公司的 Hardter, R. 合作进行的, 已有数篇成果 发表[ 35, 36]。其他方面的研究还有有关文献[ 37]。 硫酸镁可作为多组分微量元素棉花专用肥组分 之一,含硫酸镁 5%左右[ 38]。另一种贝壳钙镁肥氧 化镁含量不低于 12% [ 39]。 一水硫酸镁还可用来防止硫酸铵肥料结块并使 其具有流动性,用前者吸收后者中的水分,得到含碳 酸铵和少量七水硫酸镁的混合物, 既防止了氮肥结 块又增加了硫镁养分[ 40]。 5 展望 ( 1 ) 1998 年国内硫酸镁总生产能力已达 26 海湖盐与化工 第 30卷第 3期 260Kt ,仅次于德国, 居世界第二位。所以有这样的 规模是近 10年来国内厂家为满足出口的需要而发 展起来的, 而目前国内消耗量不足 20Kt, 仅为农业 系统对镁肥需求总量的 4%, 差距很大。因此, 镁肥 在国内的推广应用以及进一步普及还有许多工作要 做。需要生产厂家,研究开发部门和农化系统的通 力合作和有效协调来完成, 其中关键的一条是生产 厂家应能提供质优价廉、品种多样并为农业系统所 认可和接受的产品。 ( 2) 要作到厂家所生产的产品无论在肥效上还 是在价格上能为农业生产系统所接受, 降低硫酸镁 产品生产成本是很关键的一条, 而利用盐化系统副 产物和天然资源为原料则是降低生产成本的有效途 径。从这个意义上来说, 盐化系统每年副产的近 1000Kt 含硫酸镁的混合盐应该是国内今后发展硫 酸镁生产的主要原料来源。 ( 3) 盐化系统和拥有天然资源(如运城盐湖)的 单位,应放眼广义农业诸如传统农业、精细农业、花 卉和无土栽培等不同需要, 研制开发多品种、多规 格、系列化硫酸镁产品,象日本赤穗海水化工公司目 前所作的那样[ 41]。这方面,江苏金桥盐业公司黄海 化工厂生产有一水、七水、试剂、药用和饲料等 5 个 品种[ 42] ,迈出了可喜的一步,值得效仿。 参 考 文 献 1 天津日报. 1992. 05. 01( 1)。 2 仝兆胜. 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