专利名称：一种以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法
技术领域：
本发明涉及一种从红土镍矿湿法冶炼过程中产生的硫酸镁废液中综合回收镁的方法，具体是一种以硫酸镁废液为原料制备高附加值硅钢级氧化镁的方法，属于化工技术领域。
背景技术：
红土镍矿中常伴生有大量的镁资源，采用湿法冶炼工艺对红土镍矿进行硫酸浸出沉淀镍后常产生大量的硫酸镁废液，该硫酸镁废液不但污染环境，而且使得潜在价值较高的镁资源不能得到有效利用，大大降低了红土镍矿的资源综合利用率，因此，研究一种对该硫酸镁废液进行资源化综合回收的方法显得尤为重要。
硅钢级氧化镁属于特种专用氧化镁，是一种纯度>98%、在水中悬浮性良好、水化率低、难溶于水、在高温条件下能与硅钢片中的硅酸盐形成MgSiO3涂层的白色氧化镁粉体材料，硅钢级氧化镁还起到隔离剂、脱磷、脱硫剂的作用。我国是镁资源大国，然而高附加值的硅钢级氧化镁产量严重不足。随着我国取向硅钢生产技术的突破，武钢、宝钢等大型企业纷纷上马取向硅钢生产线，硅钢级氧化镁需求量骤增，国内仅有上海振泰化工厂等少数企业能够生产出符合企业质量标准要求的硅钢级氧化镁产品，硅钢级氧化镁市场前景广阔。然而，现在生产硅钢级氧化镁的方法还存在生产规模小、产品质量不稳定、产品存在杂质含量高、自动化、精细化水平低，产品质量不能完全满足国内快速增长的取向硅钢生产发展的要求等问题，且从红土镍矿湿法冶炼过程中产出的硫酸镁废液中制备高附加值硅钢级氧化镁的方法未见报道。
发明内容
本发明解决了红土镍矿湿法冶炼过程中产生的硫酸镁废液的资源化综合利用的难题，以该硫酸镁废液为原料制备高附加值的硅钢级氧化镁，通过下列技术方案实现。本发明提供一种以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，经过下列各步骤
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的3 7%，将Mg2+浓度为10 25g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为I. 5 2. 5mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的PH值为5 9，再在30 70°C、搅拌速度为100 500rpm的条件下反应10 50min,最后陈化O. 5 Ih,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为I.5 2. 5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I I. 4倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为50 80°C、搅拌速度为500 IOOOrpm的条件下反应O. 5 I. 5h，然后陈化O. 5 I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在900 110(TC下煅烧I 3h，再用常温水洗2 5次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到硅钢级氧化镁。本发明的优选制备方法为
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的4 6%，将Mg2+浓度为10 25g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为I. 5 2. 5mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的PH值为6 8，再在40 60°C、搅拌速度为300 500rpm的条件下反应20 40min,最后陈化O. 5 Ih,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2 2.5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I. I I. 3倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为60 80°C、搅拌速度为700 IOOOrpm的条件下反应I I. 5h，然后陈化O. 5 I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁； (3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在950 110(TC下煅烧2 3h，再用常温水洗3 5次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到硅钢级氧化镁。所述步骤(I)的硫酸镁废液为工业所产硫酸镁废液。所述步骤(I)的双氧水为工业用双氧水。所述步骤(I)的调节混合液pH值是用浓度为I. 5 2. 5mol/L的碳酸钠溶液进行调节。本发明以红土镍矿湿法冶炼过程中产生的硫酸镁废液为原料，采用中和水解法进行除杂，净化液采用碳铵法制备高纯碱式碳酸镁前躯体，前躯体再经过高温煅烧制备氧化镁，氧化镁经水洗、干燥、粉碎、筛分，获得硅钢级氧化镁。本发明具备的优点和效果
本发明以红土镍矿湿法冶炼过程中产生的硫酸镁废液为原料，对该硫酸镁废液的资源化综合利用提供了一种可供借鉴的方法。用硫酸镁废液制备高附加值的硅钢级氧化镁，既能够取得显著的经济效益，还具有重要的环境效益及社会效益。本发明生产工艺简单、生产的硅钢级氧化镁产品具有化学纯度高、杂质含量低、平均粒径小的特点。得到的硅钢级氧化镁纯度大于98%、水化率小于5%、平均粒径小于5Mm。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例I
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的4%，将Mg2+浓度为14. 5g/L的工业所产硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为2mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的PH值为7，再在50°C、搅拌速度为300rpm的条件下反应20min，最后陈化lh，再经过滤，滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I.I倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为50°C、搅拌速度为600rpm的条件下反应lh，然后陈化lh，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在950°C下煅烧2h，再用常温水洗3次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行300目筛分，即得到纯度为98. 51%、水化率4. 2%、平均粒径为3. 92Mm的硅钢级氧化镁。实施例2
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的5%，将Mg2+浓度为18. 3g/L的工业所产硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为2mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的PH值为8，再在70°C、搅拌速度为400rpm的条件下反应25min，最后陈化lh，再经过 滤，滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I.2倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为60°C、搅拌速度为700rpm的条件下反应O. 5h，然后陈化lh，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在1000°C下煅烧I.5h，再用常温水洗4次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到纯度为99. 33%、水化率3. 7%、平均粒径为3. 73Mm的硅钢级氧化镁。实施例3
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的7%，将Mg2+浓度为22. 5g/L的工业所产硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为2mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的PH值为7，再在60°C、搅拌速度为500rpm的条件下反应30min，最后陈化lh，再经过滤，滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I.2倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为70°C、搅拌速度为SOOrpm的条件下反应lh，然后陈化lh，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在1100°C下煅烧I.5h，再用常温水洗5次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到纯度为98. 73%、水化率3. 2%、平均粒径为4. 05Mm的硅钢级氧化镁。实施例4
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的3%，将Mg2+浓度为25g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为2. 5mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的pH值为5,再在40°C、搅拌速度为IOOrpm的条件下反应50min,最后陈化O. 8h,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2.5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I. 4倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为80°C、搅拌速度为500rpm的条件下反应I. 5h，然后陈化O. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在900°C下煅烧3h，再用常温水洗2次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到纯度为98. 37%、水化率4. 6%、平均粒径为4. 37Mm的硅钢级氧化镁。
实施例5
(1)按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的6%，将Mg2+浓度为10g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为I. 5mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的pH值为6,再在60°C、搅拌速度为400rpm的条件下反应40min,最后陈化O. 5h,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为2mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I.3倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为80°C、搅拌速度为IOOOrpm的条件下反应I. 5h，然后陈化I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在1100°C下煅烧2h，再用常温水洗4次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到纯度为98. 78%、水化率3. 9%、平均粒径为4. 13Mm的硅钢级氧化镁。实施例6
(O按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的7%，将Mg2+浓度为15g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的工业用双氧水混合，然后用浓度为2. 5mol/L的碳酸钠溶液调节混合液的pH值为9,再在30°C、搅拌速度为300rpm的条件下反应IOmin,最后陈化Ih,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液；
(2)以浓度为I.5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为70°C、搅拌速度为900rpm的条件下反应I. 5h，然后陈化I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；
(3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在1100°C下煅烧lh，再用常温水洗5次以除去其中的CaO，最后经干燥即得到氧化镁；
(4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到纯度为98. 81%、水化率4. 7%、平均粒径为3. 91Mm的硅钢级氧化镁。
权利要求
1.一种以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，其特征在于经过下列各步骤 (1)按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的3 7%，将Mg2+浓度为10 25g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的双氧水混合，然后调节混合液的pH值为5 9，再在30 70°C、搅拌速度为100 500rpm的条件下反应10 50min,最后陈化O. 5 Ih,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液； (2)以浓度为I.5 2. 5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I I. 4倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为50 80°C、搅拌速度为500 IOOOrpm的条件下反应O. 5 I. 5h，然后陈化O. 5 I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁； (3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在900 110(TC下煅烧I 3h，再用常温水洗2 5次，最后经干燥即得到氧化镁； (4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到硅钢级氧化镁。
2.根据权利要求I所述的以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，其特征在于所述优选的制备方法为 (1)按双氧水的体积占硫酸镁废液体积的4 6%，将Mg2+浓度为10 25g/L的硫酸镁废液和质量浓度为30%的双氧水混合，然后调节混合液的pH值为6 8，再在40 60°C、搅拌速度为300 500rpm的条件下反应20 40min,最后陈化O. 5 Ih,再经过滤,滤液即为硫酸镁净化液； (2)以浓度为2 2.5mol/L的碳酸铵溶液为沉淀剂，其用量按理论量的I I. 4倍加入步骤(I)所得到的硫酸镁净化液中，在温度为60 80°C、搅拌速度为700 IOOOrpm的条件下反应I I. 5h，然后陈化O. 5 I. 5h，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁； (3)将步骤(2)所得碱式碳酸镁在950 110(TC下煅烧2 3h，再用常温水洗3 5次，最后经干燥即得到氧化镁； (4)采用气流磨对步骤(3)获得的氧化镁进行研磨，然后进行筛分，即得到硅钢级氧化镁。
3.根据权利要求I或2所述的以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，其特征在于所述步骤(I)的硫酸镁废液为工业所产硫酸镁废液。
4.根据权利要求I或2所述的以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，其特征在于所述步骤(I)的双氧水为工业用双氧水。
5.根据权利要求I或2所述的以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，其特征在于所述步骤(I)的调节混合液PH值是用浓度为I. 5 2. 5mol/L的碳酸钠溶液进行调节。
全文摘要
本发明提供一种以硫酸镁废液为原料制备硅钢级氧化镁的方法，将硫酸镁废液和双氧水混合，然后调节混合液的pH值，再搅拌、陈化，经过滤，滤液即为硫酸镁净化液；以碳酸铵溶液为沉淀剂，加入硫酸镁净化液中搅拌、陈化，再经过滤，滤饼进行干燥即得到碱式碳酸镁；将碱式碳酸镁煅烧，再用常温水洗即得到氧化镁；然后进行研磨和筛分，即得到硅钢级氧化镁。本发明以红土镍矿湿法冶炼过程中产生的硫酸镁废液为原料，用硫酸镁废液制备高附加值的硅钢级氧化镁，生产工艺简单、生产的硅钢级氧化镁产品具有化学纯度高、杂质含量低、平均粒径小的特点。得到的硅钢级氧化镁纯度大于98%、水化率小于5%、平均粒径小于5μm。
文档编号C01F5/06GK102701240SQ201210142370
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者宋宁, 戴永年, 陈为亮, 马力言 申请人:昆明理工大学