本发明涉及一种多比重浓度硫酸钠与硫酸镁混合盐溶液的分离装置及分离方法，包括第一冷却蒸发单元、第二冷却蒸发单元、反应单元及第三冷却蒸发单元，所述第一冷却蒸发单元、第二冷却蒸发单元、反应单元及第三冷却蒸发单元依次通过管路连接。本发明结构设计科学合理，能够实现单质盐的高效回收，提高无机废水中混合盐的回收利用，减轻废水治理的压力，降低高盐无机废水处理成本，实现工业废水资源综合利用。