[發(fā)明專利]一種硫酸鎂綜合利用工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110226023.0
• 申請日: 2011-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN102390848A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉寶樹;孫華;宋麗英;何巖;徐歡歡
• 申請（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01F5/22
• 分類號(hào): C01F5/22;C01F11/46
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種硫酸鎂的綜合利用工藝，具體涉及一種以硫酸鎂和石灰乳為原料制取氫氧化鎂和硫酸鈣產(chǎn)品的工藝。

背景技術(shù)

硫酸鎂是一種重要的含鎂原料，其來源十分廣泛。如硫酸法生產(chǎn)硼酸后的硫酸鎂母液、酸法生成鈦白粉的副產(chǎn)物、有色冶金行業(yè)的副產(chǎn)硫酸鎂和電廠鎂法脫硫的副產(chǎn)硫酸鎂等。對(duì)這些副產(chǎn)硫酸鎂的綜合利用既是減排降害的環(huán)保要求，又可以生產(chǎn)有用化工產(chǎn)品，增加企業(yè)利潤。經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。

目前對(duì)副產(chǎn)硫酸鎂進(jìn)行回收利用的途徑很多。最簡單的工藝是將硫酸鎂廢液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到硫酸鎂固體產(chǎn)品。該工藝的主要不足是能耗高、效率低，產(chǎn)品純度低、應(yīng)用領(lǐng)域有限。

T.Karidakis等提出了一種硫酸鎂廢液利用工藝(見Hydrometallurgy76(2005)105～114)，即將硫酸鎂溶液與石灰乳在一定條件下混合進(jìn)行反應(yīng)，生成氫氧化鎂和硫酸鈣混合物，將此混合物直接用作高分子材料的填料，以代替碳酸鈣等傳統(tǒng)填料。該法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡單，成本低。但所得產(chǎn)品是混合物，性能較差，應(yīng)用領(lǐng)域和使用量有限。

中國專利CN101760617A在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出對(duì)氫氧化鎂和硫酸鈣混合物進(jìn)行分離后分別制取硫酸鈣固體產(chǎn)品和非沉淀氫氧化鎂漿體。氫氧化鎂漿體未經(jīng)固液分離而直接用于電廠脫硫，優(yōu)點(diǎn)是成本相對(duì)較低，缺點(diǎn)是長距離輸送不便、運(yùn)輸成本高，氫氧化鎂產(chǎn)品無法用于阻燃劑、抑釩劑等高端領(lǐng)域。而若將氫氧化鎂漿體進(jìn)行固液分離制取氫氧化鎂固體產(chǎn)品，則該工藝存在氫氧化鎂顆粒細(xì)小、分離非常困難的問題。另外，該文獻(xiàn)對(duì)工藝核心，即氫氧化鎂和硫酸鈣混合物分離的具體工藝并未公開。

中國專利CN101104522A公開的另一種硫酸鎂利用工藝是：向硫酸鎂廢液加入石灰乳，攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，得到硫酸鈣和氫氧化鎂混合沉淀物，然后把沉淀物移入微壓反應(yīng)釜中，加壓下通二氧化碳碳化，經(jīng)過濾，獲得碳酸氫鎂溶液，在加熱和攪拌條件下進(jìn)行碳酸氫鎂溶液熱解得到堿式碳酸鎂沉淀，最后過濾、洗滌、烘干、煅燒，獲得活性氧化鎂。該工藝采用加壓碳化的方法實(shí)現(xiàn)鈣鎂分離，對(duì)設(shè)備要求較高、操作控制困難；另外，由于碳化所得碳酸氫鎂溶液濃度很低，故熱解過程需消耗大量熱能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種硫酸鎂綜合利用工藝，具體來說是以硫酸鎂和石灰乳為原料，制取氫氧化鎂和硫酸鈣產(chǎn)品。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)施：

本發(fā)明提供的一種硫酸鎂綜合利用工藝，包括以下步驟：

a.合成反應(yīng)：將濃度為0.8～1.3mol/L的硫酸鎂溶液置于反應(yīng)罐中，加熱至50～80℃，保持恒溫，加入硫酸鈣晶種，加入晶種的摩爾數(shù)為溶液中硫酸鎂摩爾數(shù)的1％～3％，在恒定溫度和攪拌條件下逐漸加入濃度為0.8～2.0mol/L的石灰乳，進(jìn)行合成反應(yīng)，石灰乳加入量為其中氫氧化鈣的摩爾數(shù)與硫酸鎂溶液中硫酸鎂的摩爾數(shù)之比為1∶1，石灰乳滴加時(shí)間為1～4h，滴加結(jié)束后繼續(xù)恒溫?cái)嚢?.5～2h，得到含氫氧化鎂和硫酸鈣混合沉淀的懸浮液。

b.浮選分離：向上述步驟a所得的懸浮液中加入少量稀硫酸，調(diào)整pH值至8.5～9.0，向懸浮液中加入抑制劑和捕收劑，抑制劑加入量為0.3～0.6g/L懸浮液，捕收劑加入量為0.03～0.06g/L懸浮液，將懸浮液置于浮選機(jī)的浮選槽中進(jìn)行浮選分離，攪拌速率800～1200r/min，充氣空速80～130h^-1，使氫氧化鎂被浮選泡沫帶出，而硫酸鈣則留在浮選槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)二者的分離，將經(jīng)浮選分離后的氫氧化鎂懸浮液和硫酸鈣懸浮液分別進(jìn)行過濾、干燥，分別得到氫氧化鎂和硫酸鈣產(chǎn)品。

所述抑制劑為硅酸鈉、羧甲基纖維素、可溶性淀粉或明膠中的一種。

所述捕收劑為醋酸十二烷基銨、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種。

優(yōu)選的，所述的硫酸鎂綜合利用工藝，所述步驟a中氫氧化鎂懸浮液不經(jīng)過濾、干燥，而直接以漿狀產(chǎn)品用于煙氣脫硫和酸性廢水處理。

優(yōu)選的，所述的硫酸鎂綜合利用工藝，所述步驟a合成反應(yīng)中的恒定溫度為55～60℃，硫酸鎂溶液濃度為1.0～1.2mol/L，石灰乳濃度為1.3～1.5mol/L，石灰乳滴加時(shí)間為3～4h。

優(yōu)選的，所述的硫酸鎂綜合利用工藝，其特征在于所述步驟b中pH值為8.5～8.7，抑制劑加入量為0.4～0.5g/L懸浮液，捕收劑加入量為0.04～0.05g/L懸浮液，攪拌速率970～1050r/min，充氣空速100～115h^-1。