白钠镁钒加工的绿色化学新工艺

白钠镁矾（Na2SO4oMgSO4o4H2O）资源在我国储量巨大，由于硫酸钠和硫酸镁易形成复盐析出，依靠传统无机盐水盐体系相图难以分离且极不经济。本项目针对此类难分离物系，提出了水盐体系相图与水合物分离法相结合，及选择性地引入反应物来突破传统水盐体系相图分离的束缚开发白钠镁矾资源的新思路。进行加压低温条件下Na2SO4-MgSO4-丙烷-H2O体系含气体水合物和固相盐类的相平衡及丙烷水合物分解动力学的研究，建立此类体系相图的绘制方法和相平衡计算方法，设计出丙烷气体水合物法浓缩含硫酸镁母液节能新工艺。进行常压低温0℃和25℃下，Na2SO4-MgSO4-CO(NH2)2-H2O体系的相平衡研究和相图计算，开发MgSO4oCO(NH2)2o2H2O复盐肥料制备的新方法，为实现白钠镁矾资源合理开发和尿素高效利用提供绿色新工艺。本课题的研究对其他无机盐资源的开发有示范作用。

测定了H2O-Na2SO4-C3H8体系和H2O-MgSO4-C3H8体系0℃下形成气体水合物时平衡液固相组成及压力，得出随着溶液浓度的升高，气体水合物的平衡压力也升高，不加表面活性剂时自然沉降分离所得气体水合物母液夹带量很高，加入表面活性剂时则会降低形成水合物的压力，并且形成的气体水合物母液夹带量显著降低。.研究了0℃下THF作为添加剂时H2O-Na2SO4-MgSO4-C3H8四元体系及其子体系形成气体笼型化合物的相平衡。推导了适用于电解质-非电解质-水体系的Pitzer方程并应用于H2O-Na2SO4-MgSO4-C3H8体系相平衡计算，计算结果与实验结果相吻合。依据实验数据建立了C3H8气体水合物分解动力学模型，计算得出C3H8气体水合物分解的活化能。.对5℃下THF-Na2SO4-MgSO4-H2O四元体系及其子体系形成笼型化合物的相平衡进行了测定并绘制了相图。结果表明，THF水合物法可用来分离白钠镁矾溶液，且具有水合物形成时间短特点。对THF-Na2SO4-MgSO4-H2O四元体系相平衡进行了计算，计算值与实验结果相吻合。.测定了0℃和25℃时Na2SO4-MgSO4–CO(NH2)2-H2O体系及其子体系的溶解度并绘制出相应温度下的相图。根据相图分析计算可知，25℃时尿素盐析法可更好地实现硫酸钠和硫酸镁的分离，能直接结晶得到无水Na2SO4，在母液不循环情况下Na2SO4的收率可达90.33%。.测定了0℃、25℃和35℃时Na2SO4-MgSO4-(NH4)2SO4-H2O四元体系的溶解度，并依据相平衡数据绘制了相图。以Pitzer电解质溶液理论为基础，计算了0℃和25℃时Na2SO4-MgSO4-(NH4)2SO4-H2O四元体系的溶解度，结果表明计算值与实验值相吻合。依据25℃和35℃时相图分析和计算，设计了白钠镁矾矿和(NH4)2SO4为原料制备氮镁复肥和十水硫酸钠的新工艺，新工艺具有生产母液不需蒸发水分，显著节能的优点。