[发明专利]一种利用磷矿脱镁废液制备氢氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备氢氧化镁的方法，特别涉及一种利用磷矿脱镁废液制备氢氧化镁的方法。 

背景技术

四川某化工厂在磷矿脱镁生产中产生大量的脱镁废液。其典型组分为（质量百分比）：Mg²⁺：0.2～0.4%、Fe²⁺：0.3～0.5%、Mn²⁺：300～400ppm、Al³⁺：200～270ppm、Ti⁴⁺:50～70ppm、SO₄^2-:1.7～2.5%、PO₄^3-：800～1000ppm Cl^-：30～50ppm。该脱镁废液中镁主要以硫酸镁的形式存在，硫酸镁又称“苦水”，是能够引起人腹泻的有毒物质，因此国家是禁止含有硫酸镁的废水直接排放的。传统的处理工艺是将含有硫酸镁的溶液进行加热蒸发，得到硫酸镁晶体，但由于脱镁废液中硫酸镁含量太低，这将耗费大量的热能，经济成本过高，不适合。目前工厂每天产生的含镁废水约为3000t/d，采用电石渣中和处理这些脱镁废液，沉淀其中的镁，达到国家标准后排放。这不仅消耗大量电石渣，增大了生产成本，而且未对脱镁废液中的镁进行有效回收利用，浪费了磷矿中的镁资源。 

氢氧化镁是一种用途广泛的无机弱碱类化合物，具有热稳定性好、无腐蚀性、无烟无毒、缓冲性能较好、吸附能力较强、活性较高等特点。在环保方面，对酸性废水、烟气脱硫、处理重金属废液中和时有非常好的效果；在阻燃剂方面，广泛作为PE、PP、PVC、ABS、PS、HIPS、不饱和聚酯、环氧树脂、橡胶、油漆的阻燃填充剂；在其他方面，用于保温材料以及制造其它镁盐产品。 

目前，国内采用化学方法生产氢氧化镁的主要方法有三种：氢氧化钠法、石灰乳法和氨水法。氢氧化钠法制备的氢氧化镁产品的纯度较高。但氢氧化钠是强碱，易导致生成胶体沉淀，影响后期的过滤性能。此外，氢氧化钠腐蚀性高，价格昂贵；石灰乳法具有成本低、原料充足的优势。但也易生成胶体沉淀，过滤性能差，并且石灰乳是石灰石煅烧消化形成的，其中的碳酸钙、铁、铝等不溶性有害杂质无法有效清除，严重影响影响氢氧化镁的纯度；氨水法生产氢氧化镁过程可控，易于得到高纯的氢氧化镁产品,但由于氨水易挥发，导致利用率低，增加成本，同时含氨废水处理困难，如果处理不当，易污染环境。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用磷矿脱镁废液制备氢氧化镁的方法，从而充分利用镁资源，减少废渣排放。 

本发明采用的技术方案是这样的：一种利用磷矿脱镁废液制备氢氧化镁的方法，包括以下步骤： 

（1）向磷矿脱镁废液中加入中和剂Ⅰ，使反应体系的pH值控制在6～8，反应后进行固液分离，得到滤液和沉淀；利用氢氧化亚铁的Ksp小于氢氧化镁这一原理, 通过向磷矿脱镁废液中加入中和剂Ⅰ来控制反应体系的pH,实现亚铁离子的主要脱除；

反应方程式：FeSO₄+4OH^-→Fe(OH)₂↓+CaSO₄·2H₂O↓

（2）向步骤（1）得到的滤液中再次加入中和剂Ⅰ，使反应体系的pH值控制在10～13，反应后进行固液分离，得到沉淀和滤液；沉淀为粗氢氧化镁，

反应方程式：MgSO₄+4OH^-→Mg(OH)₂↓+CaSO₄·2H₂O↓

（3）向步骤（2）得到的沉淀中加入稀酸进行浸取，然后进行固液分离，得到含镁浓度(2.5%～3.5%,wt)符合氢氧化镁生产工艺要求的浸取液

用稀酸浸取粗氢氧化镁，固液分离可得到含镁2.5%～3.5%(wt)的浸取液，其主要化学反应式为：

      

（4）向步骤（3）得到的浸取液中先加入中和剂Ⅱ，待反应液温度到达70～95℃时加入氧化剂，进行氧化净化，反应后固液分离得到含镁溶液；

向浸取液中加入氧化剂和中和剂Ⅱ，进行深度除铁、锰，固液分离除沉淀物，得到深度净化的含镁溶液，加入中和剂Ⅱ可以保证反应体系为中性或弱碱性，增强了氧化产物的稳定性；

（5）将步骤（4）得到的含镁溶液在结晶容器内进行沉淀结晶，晶浆进行固液分离，得到滤饼和滤液；

（6）洗涤滤饼，然后固液分离、干燥、粉碎后得到氢氧化镁产物。