[發明專利]一種紅土鎳礦酸浸沉鎳廢水制備七水硫酸鎂的方法

無效

• 申請號: 201310084646.8
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103159237A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 夏舉佩;張召述;晁靜霞
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01F5/40
• 分類號: C01F5/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種紅土鎳礦酸浸沉鎳廢水制備七水硫酸鎂的方法，屬于廢物利用及環境科學技術領域。

背景技術

紅土鎳礦酸浸沉鎳廢水是以紅土鎳礦為原料，采用低品位紅土鎳礦“采礦-制礦-堆浸(攪浸)-硫化沉鎳-硫化鎳精礦高效氧壓浸出-凈化-萃取-電積生產電鎳”的加壓酸浸工藝生產金屬鎳的硫化沉鎳廢水，每噸金屬鎳排放殘液200～250m³，且殘液呈酸性，其pH值在3.0～3.5之間，含有大量鎂離子和一定量重金屬離子，且均以硫酸鹽形式存在，這些硫酸鹽中，硫酸鎂占總量的85%以上，具有回收利用價值。

目前，沉鎳廢水采用石灰中和處理，直接外排，但存在兩個問題：一是石灰用量大，每m³廢水石灰添加量為120～150kg；二是廢水中仍然含有大量鈉鹽，不符合工業廢水直接排放要求。

硫酸鎂是一種化工原料，農業上廣泛用于肥料及飼料添加劑，工業上則涉及各行各業，如印染、皮革、微生物、水泥、造紙等，同時亦有良好的醫學用途。硫酸鎂常指七水硫酸鎂，無水的硫酸鎂是一種常用的化學試劑及干燥試劑。目前常用的生產方法是：以氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、菱苦土等為原料加硫酸分解或中和而得。也有以生產氯化鉀副產品為原料，與制溴后含鎂母液按比例混合，冷卻結晶分離得硫酸鎂粗品，再經加熱過濾、除雜、冷卻結晶得工業硫酸鎂。還可用苦鹵加熱濃縮、結晶分離而得或氧化鎂及石膏水懸浮液碳化制得。?

以其它含鎂廢液生產硫酸鎂的方法已有不少專利，但以沉鎳廢水為原料生產硫酸鎂，未見專利報告。如專利CN102030350A一種以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法，提供了一種以鹽湖氯化鎂鹵水為原料制備七水硫酸鎂的方法。制備步驟如下：1)以鹽湖氯化鎂鹵水為原料，加入硫酸，攪拌反應，得到含水七水硫酸鎂，同時得到副產物鹽酸；2)固液分離，固相在280～500℃下脫水，得到無水硫酸鎂粗品，所得液相返回攪拌反應容器中；3)重結晶，將無水硫酸鎂粗品進行重結晶，得到純品七水硫酸鎂，純度大于99％，得到的液相為硫酸鎂重結晶母液，返回步驟(3)，同時得到副產物硫酸鈣。專利CN101016175B?一種脫除含硫酸鎂廢水溶液中的硫酸鎂的方法，它是對含硫酸鎂廢水溶液進行預處理后，送入微濾膜裝置脫除微小顆粒雜質，再將脫除微小顆粒雜質的含硫酸鎂廢水溶液送入納濾膜裝置進行納濾，得到硫酸鎂含量低的滲透液和硫酸鎂含量高的濃縮液，利用后處理裝置將濃縮液進行冷凍處理，從中提取七水硫酸鎂固體。專利CN1544331一種利用氧化鎂脫硫廢液生產硫酸鎂的方法，該方法包含以下步驟：氧化步驟、中和步驟、?除雜步驟、蒸發濃縮和固液分離步驟、干燥包裝步驟。根據控制不同的蒸發溫度和排料條件和不同的設備，可以分別生產一水硫酸鎂和七水硫酸鎂產品。專利CN1112089用制琉璃瓦廢料生產硫酸鎂的方法，以氧化鎂、氯化鎂為主要原料生產琉璃瓦時產生的殘余廢料與硫酸發生酸堿中和反應制取硫酸鎂結晶體。專利CN201210053163.7一種凍硝后母液生產七水硫酸鎂的工藝，其包括以下步驟：(1)一段預熱；(2)二段預熱；(3)三段預熱；(4)多效強制蒸發；(5)真空結晶；(6)料漿離心分離；(7)濕料干燥。綜合發明專利查詢，未見沉鎳廢水回收硫酸鎂報導。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，提供一種紅土鎳礦酸浸沉鎳廢水制備七水硫酸鎂的方法，解決了紅土鎳礦酸浸沉鎳廢水綜合利用和無害化處理問題。

本發明的技術方案：在紅土鎳礦酸浸液硫化沉鎳廢水中加入菱鎂礦并通入空氣，將其pH值調至6.0～6.5除鐵富鎂，再用石灰乳調pH值至8.0～8.5除鎳、鉛、鉻等雜質，實現鎳廢水的凈化，最后通過濃縮、分步結晶、真空干燥得純度大于99%七水硫酸鎂產品。具體步驟包括如下：

（1）向紅土鎳礦酸浸液硫化沉鎳廢水中不斷通入空氣并攪拌，通過加入菱鎂礦粉，控制最終廢水的pH為6.0～6.5后過濾分離，得到的濾液為富鎂脫鐵鋁溶液；

（2）將步驟（1）中得到的富鎂脫鐵鋁溶液在攪拌的條件下滴加石灰乳，通過滴加石灰乳，控制最終溶液的pH為8.0～8.5，然后過濾分離，濾液在真空條件下濃縮結晶、過濾分離、真空干燥，最終制得七水硫酸鎂。七水硫酸鎂的純度大于99wt%。

所述紅土鎳礦酸浸液硫化沉鎳廢水的成分為鎂離子濃度20528.35～21437.20mg/L，鈉離子濃度1731.20～1943.12mg/L，鋁離子濃度645.39～977.57mg/L，亞鐵離子濃度1023.32～1121.12mg/L，其余金屬離子濃度均小于20mg/L，pH值為2.3～2.5。