处理含镁废液的方法与流程

本发明属于化学领域，具体而言，本发明涉及处理含镁废液的方法。

背景技术：

目前，在许多工业领域内，往往产生大量含有镁的废液。例如，在湿法冶金过程中对含镁矿石进行酸浸出会产生大量含有硫酸镁的溶液。由于硫酸镁又被称作“苦水”，是能够引起人腹泻的有毒物质，因此国家禁止含有硫酸镁的废水直接排放。

现有处理含镁废液的工艺获得的碳酸镁产品的钙含量超标，因此现有处理含镁废液的技术有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理含镁废液的方法。该方法可高效地除去碳酸镁产品中钙元素，并保证碳酸镁产品中的钙含量达到国家标准。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含镁废液的方法，所述含镁废液中含有硫酸镁，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将所述含镁废液与石灰乳进行混合，以便得到含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体；

(2)将所述含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体与二氧化碳接触后过滤，以便得到硫酸钙以及含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液；

(3)将所述含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触后过滤，以便得到含钙渣和含有碳酸氢镁的除钙含镁后液；

(4)将所述含有碳酸氢镁的除钙含镁后液进行热解，以便得到碳酸镁产品。

根据本发明实施例的处理含镁废液的方法通过向含有硫酸镁的含镁废液中加入石灰乳并与二氧化碳接触，溶液中的钙离子以硫酸钙沉淀的形式析出，同时得到含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液，然后将含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触，其中的碳酸氢钙在除钙剂的作用下以碳酸钙含钙渣的形式析出，得到含有碳酸氢镁的除钙含镁后液，再将其进行热解，可得到钙含量达到国家标准的碳酸镁产品，并且该方法可高效地除去碳酸镁产品中钙元素，并保证碳酸镁产品中的钙含量达到国家标准。

另外，根据本发明上述实施例的处理含镁废液的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，上述处理含镁废液的方法进一步包括：(5)将步骤(3)中的所述含钙渣与硫酸溶液混合后过滤，以便得到硫酸钙和含有硫酸镁的除钙后液，并将所述含有硫酸镁的除钙后液返回步骤(1)与所述石灰乳混合。由此，可实现含钙渣中镁的充分回收。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述除钙剂为选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和水合肼中的至少之一。由此，有利于钙析出充分。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述除钙剂的浓度为5-30wt％由此，可提高钙析出的速率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与所述除钙剂接触温度为20-50摄氏度，时间为0.5-2h。由此，可进一步提高钙的析出速率。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述除钙剂的用量系数为1.0～1.5。由此，可进一步有利于钙析出充分。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述热解处理的温度为50-100摄氏度。由此，可得到碳酸镁产品，同时节约能耗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的处理含镁废液的方法流程示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的处理含镁废液的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理含镁废液的方法，根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：

s100：将含镁废液与石灰乳进行混合

该步骤中，将含镁废液与石灰乳进行混合，以便得到含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体。具体的，含镁废液中的镁主要以硫酸镁的形式存在，加入石灰乳后，其中的硫酸镁与氢氧化钙反应，生成硫酸钙和氢氧化镁。主要的化学反应式如下：

mgso4+ca(oh)2＝caso4+mg(oh)2(1)

根据本发明的一个实施例，石灰乳的用量系数并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，石灰乳的用量系数可以为1-1.1。需要说明的是，此处石灰乳的用量系数即为石灰乳的摩尔用量系数，比如在上述采用石灰乳沉淀镁的方程式，钙镁摩尔比为1：1，也就是石灰乳用量系数为1，当为1.1时，石灰乳过量10％mol。发明人发现，若石灰乳加入量过多，会造成浆体碱性增加，从而导致浆体的含钙量增高；而若石灰乳的加入量过少，则浆体中的镁离子沉淀不完全，进而影响除钙效果。因此，采用本发明提出的石灰乳用量系数可显著提高含镁废液的除钙效果。

s200：将含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体与二氧化碳接触后过滤

该步骤中，将含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体与二氧化碳接触后过滤，以便得到硫酸钙以及含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液。具体的，含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体在与二氧化碳接触后，浆体中的氢氧化镁和氢氧化钙分别与二氧化碳发生反应，得到含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液。主要的化学反应式如下：

mg(oh)2+2co2＝mg(hco3)2(2)

ca(oh)2+2co2＝ca(hco3)2(3)

s300：将含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触后过滤

该步骤中，将含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触后过滤，以便得到含钙渣和含有碳酸氢镁的除钙含镁后液。具体的，反应后液中的碳酸氢钙在除钙剂的作用下，生成含硫酸钙的除钙渣，由此得到含有碳酸氢镁的除钙含镁后液。发明人发现，该步骤中通过加入除钙剂，可以将反应后液中的钙转化为沉淀而分离出来，从而使得后续所得碳酸镁产品中的钙含量达到国家标准。

根据本发明的一个实施例，除钙剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，除钙剂可以为选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾和水合肼中的至少之一，优选饱和氢氧化钠。发明人发现，采用该类除钙剂可显著优于其它类型提高反应后液中的除钙效率，从而使得后续所得碳酸镁产品中的钙含量达到国家标准。

具体的，该步骤中主要的化学反应式如下：

ca(hco3)2+2oh^-＝caco3↓+2h2o+co3^2-(4)

根据本发明的再一个实施例，除钙剂的浓度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，除钙剂的浓度可以为5-30wt％。发明人发现，若除钙剂浓度过低会造成加入体系的水量增加，而若除钙剂浓度过高则会造成加入后整个溶液内局部碱浓度过高，进而使得损失过多镁。由此，采用本发明提出的除钙剂浓度可显著提高含镁废液的除钙效率和最终所得碳酸镁产品的品位。

根据本发明的又一个实施例，含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触的条件并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触温度可以为20-50摄氏度，时间可以为0.5-2h。发明人发现，若含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂的接触温度过高，则其中的碳酸氢镁会热解；而若含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂的接触温度过低，则反应效果差；若含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂的接触时间过长，将减少单位时间内处理含镁废液的量，而若含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂的接触时间过短，则反应效果差。由此，采用本发明提出的含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触的条件可显著提出处理含镁废液的生产效率以及最终所得碳酸镁产品的品位。

根据本发明的又一个实施例，除钙剂的用量系数并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，除钙剂的用量系数可以为1.0～1.5。由此，可进一步提高除钙的速率，同时节约原料成本。

s400：将含有碳酸氢镁的除钙含镁后液进行热解

该步骤中，将含有碳酸氢镁的除钙含镁后液进行热解，以便得到碳酸镁产品。主要的化学反应式如下：

mg(hco3)2＝mgco3+co2+h2o(5)

根据本发明的一个实施例，热解处理的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，热解处理的温度可以为50-100摄氏度。发明人发现，若热解处理的温度过低，则热解反应不完全，而若热解处理的温度过高，则能耗增加。由此，采用本发明提出的热解处理的温度可显著提高含镁废液的处理效率，同时节约能耗。

根据本发明实施例的处理含镁废液的方法通过向含有硫酸镁的含镁废液中加入石灰乳并与二氧化碳接触，溶液中的钙离子以硫酸钙沉淀的形式析出，同时得到含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液，然后将含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液与除钙剂接触，其中的碳酸氢钙在除钙剂的作用下以碳酸钙含钙渣的形式析出，得到含有碳酸氢镁的除钙含镁后液，再将其进行热解，可得到钙含量达到国家标准的碳酸镁产品，并且该方法可高效地除去碳酸镁产品中钙元素，并保证碳酸镁产品中的钙含量达到国家标准。

根据本发明的实施例，参考图2，上述处理含镁废液的方法进一步包括：

s500：将s300中的含钙渣与硫酸溶液混合后过滤

该步骤中，将s300中的含钙渣与硫酸溶液混合后过滤，以便得到硫酸钙和含有硫酸镁的除钙后液，并将含有硫酸镁的除钙后液返回s100与石灰乳混合。其中，硫酸钙主要以二水石膏的形式存在。由此，有利于提高整个方法的可持续性和经济性。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

将100g含镁废液与30g石灰乳进行混合，得到含有氢氧化镁和硫酸钙的浆体；接着将其与二氧化碳接触后过滤，得到硫酸钙以及含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液，该反应后液中镁的含量为10g/l，钙的含量为0.5g/l，向该反应后液中加入4g浓度为30wt％的氢氧化钠溶液，让其与含有碳酸氢镁和碳酸氢钙的反应后液在20摄氏度的条件下反应2h，此时，氢氧化钠的用量系数为1.5，反应后得到含钙渣和含有碳酸氢镁的除钙含镁后液，其中含钙渣可与硫酸溶液混合后过滤，得到二水石膏和含有硫酸镁的除钙后液，该含有硫酸镁的除钙后液可作为含镁废液返回与石灰乳混合；最后将含有碳酸氢镁的除钙含镁后液进行热解，得到的碳酸镁产品中钙含量为15ppm，符合国家标准。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。