[發明專利]利用包頭礦轉型硫酸鎂廢水生產硫酸鈣晶須的方法

有效

• 申請號: 201610225224.1
• 申請日: 2016-04-12
• 公開（公告）號: CN105755543B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 趙永志;候少春;馬瑩;張文娟;丁艷蓉;包呈敏;謝軍;李赫
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C30B29/62
• 分類號: C30B29/62;C30B29/46;C30B7/14
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

本發明涉及一種利用包頭礦轉型硫酸鎂廢水生產硫酸鈣晶須的方法，屬于濕法冶金領域。本發明向反應器中加入轉型硫酸鎂廢水并將加熱至40 ℃，再向反應器中加CaCl₂溶液，陳化反應2 h，得到沉淀過濾得濾液和濾渣，濾液中含CaCl₂和MgCl₂混合溶液，向CaCl₂和MgCl₂混合溶液中加生石灰，反應3 h，得鈣鎂渣和氯化鈣溶液，該氯化鈣溶液可循環利用；白色沉淀過濾濾渣為硫酸鈣晶體，硫酸鈣晶體洗滌、過濾干燥，得到MgO質量分數為0.01~0.2%、形貌呈針狀硫酸鈣晶須，洗滌水回用于焙燒礦水浸工序。本發明以轉型硫酸鎂廢水為原料，以較低成本生產低氧化鎂含量硫酸鈣晶須，提高資源利用率的同時，解決固廢排放及廢水回收利用問題。

技術領域

本發明涉及一種硫酸鈣晶須的生產方法，特別是利用包頭轉型礦硫酸鎂廢水生產硫酸鈣晶須的方法，屬于濕法冶金領域。

背景技術

硫酸鈣晶須由于其具有許多優良的物理化學性質，在很多工業中具有重要用途，例如硫酸鈣晶須具有抗磨耗、耐高溫、電絕緣性好、易加工、性價比高等優點，將其應用在隔熱耐火材料中，不僅能夠增強、增韌，而且還能起到增稠、耐熱、耐磨、耐油等作用。硫酸鈣晶須還可以用于道路瀝青中，研究表明，在瀝青中摻雜5-9 %的硫酸鈣晶須晶須，可顯著提高瀝青的耐高溫性能，改善瀝青的感溫性。硫酸鈣晶須還可用于造紙行業中，將硫酸鈣晶須作為紙漿填料，可替代部分植物纖維，減少植物使用，同時增加紙張強度。硫酸鈣晶須也可用于涂料中，在乳膠漆中加入少量硫酸鈣晶須，可有效增加漆膜的附著力、彈性、消光性和抗洗刷性，還可降低生產成本。此外，硫酸鈣晶須在橡膠、醫療、食品、水泥等行業中也具有廣泛應用。

硫酸鈣來源非常豐富，是很多化工行業中的副產物，由于生產過程中攜帶的雜質多，致使純度降低，很難再次利用，多數以固廢形式外排，資源利用率低且對環境造成不利影響。例如，包頭礦稀土冶煉過程中采用濃硫酸強化焙燒使精礦中的稀土以硫酸鹽形式存在于焙燒礦中，焙燒礦經水浸得到硫酸稀土溶液，該溶液經鎂皂P₅₀₇轉型，得到氯化稀土和轉型硫酸鎂廢水，轉型硫酸鎂廢水經氧化鈣一步沉淀后，得到氫氧化鎂和硫酸鈣的混合渣，該渣中硫酸鈣和氫氧化鎂含量幾乎相同，無法回收利用，企業將其作為固廢直接外排，每年僅固廢排放就投入大量的人財物力，企業負擔較重，且對環境帶來較大壓力。常規制備硫酸鈣晶須的方法有微乳液法、微波法及溶劑熱法，這些方法可以制備出微觀尺寸在納米范圍的硫酸鈣晶須，制備成本很高，但在隔熱材料、道路瀝青、造紙、水泥等行業不可能使用成本如此高的硫酸鈣晶須。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用包頭礦轉型硫酸鎂廢水生產硫酸鈣晶須的方法，該方法以包頭稀土礦冶煉過程中產生的轉型硫酸鎂廢水為原料，以較低成本生產低氧化鎂含量硫酸鈣晶須，在提高資源利用率的同時，解決固廢排放及廢水回收利用問題。

技術解決方案：

利用包頭礦轉型硫酸鎂廢水生產硫酸鈣晶須的方法，向反應器中加入轉型硫酸鎂廢水并將其加熱至40 ℃，再向反應器中加入pH值為8~10.5、濃度為0.1~0.5 mol/L的CaCl₂溶液，陳化反應2 h，得到易過濾的白色沉淀，將沉淀過濾得濾渣和濾液，濾液為含有CaCl₂和MgCl₂的混合溶液，向CaCl₂和MgCl₂的混合溶液中加入生石灰反應3 h，生石灰加入量與轉型硫酸鎂廢水中MgO摩爾比為1:0.8~1.1，得到鈣鎂渣和氯化鈣溶液，該氯化鈣溶液可循環利用；白色沉淀過濾后得到的濾渣為硫酸鈣晶體，將硫酸鈣晶體用水洗滌、過濾、干燥，得到MgO質量分數為0.01~0.2 %、形貌呈針狀的硫酸鈣晶須產品。

本發明中硫酸鈣晶體的洗滌水可用于焙燒礦水浸工序。