[发明专利]一种石灰法处理硫酸镁及亚硫酸镁废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术，具体涉及一种石灰法处理硫酸镁及亚硫酸镁废水制取氢氧化镁、二水硫酸钙的方法。

背景技术

近年来，镁法脱硫技术因其脱硫效率高、工艺过程简单、投资费用较低等优势，在镁源充裕的地区被较多采用，实现了对燃煤锅炉排放烟气中二氧化硫的脱除，使燃煤锅炉烟气达到排放标准。与此同时，该脱硫方法产生了大量含有硫酸镁、亚硫酸镁等脱硫副产物的废水。随着国家对废水排放的日趋严格和“节能减排”战略的实施，对镁法脱硫后废水的治理与资源回用成为政府和企业关心的问题。

目前对于镁法脱硫后的废水处理主要有两种方式，一是废水经蒸发浓缩、冷却结晶，制成七水硫酸镁，即国内常用的镁肥；二是通过碱法制备氢氧化镁。前一方法常采用多效蒸发工艺，每处理1吨废水需消耗0.3吨以上蒸汽，能耗高，而产品七水硫酸镁价值低，因此经济性差。后一种方法使用氢氧化钠作为沉淀剂，加入过量苛性钠使镁离子完全沉淀，然后过滤洗涤干燥，所制备的高品质氢氧化镁具有较大市场，但是，制取氢氧化镁后的脱硫母液转化成含硫酸钠母液，仍需进一步处理，存在工艺过程复杂、母液处理费用高等缺陷。

发明内容

本发明针对目前硫酸镁、亚硫酸镁废水处理方法中能耗大、成本高等问题，提供一种石灰法处理工艺。以石灰乳作为沉淀剂将废水中镁离子转化成氢氧化镁，硫酸根转化成二水硫酸钙，通过控制反应结晶条件，实现氢氧化镁与二水硫酸钙的高效分离，同时实现了废水的零排放处置。

本发明提供了一种石灰法处理硫酸镁及亚硫酸镁废水的方法，其步骤如下：

S₁.沉降除杂

将主要含有硫酸镁、亚硫酸镁的废液置于沉降器中沉降，除去大颗粒和水不溶性杂质，过滤上层清液，得到净化的硫酸镁、亚硫酸镁废水。

S₂.曝气氧化

将净化后的硫酸镁和亚硫酸镁的脱硫废水通入空气曝气，使亚硫酸镁经氧化转化为硫酸镁，得到硫酸镁废水。

S₃.反应结晶分离

将硫酸镁废水与石灰浆在反应结晶分离器内混合分离，得到含氢氧化镁的溢流液和含二水硫酸钙的釜底浆液。所采用的反应结晶分离器，包括反应结晶器和循环器两部分，两者上部连通。

所述将硫酸镁废水与石灰浆在反应结晶分离器内混合分离的具体步骤为：将S₂步骤所得的硫酸镁废水与氢氧化钙浓度为0.2～2mol/L的石灰浆分别从反应结晶分离器的反应结晶器顶部两个进料口连续加入，当进料液位超过反应结晶器内的循环提升装置上口时，开启循环提升装置，两种物料在循环提升装置的作用下混合均匀。废水中的硫酸根离子与石灰浆中的钙离子结合形成硫酸钙，并在循环液携带的二水硫酸钙晶种上生长，形成较大粒径的二水硫酸钙晶体沉降到反应结晶器底部，形成釜底浆液；部分小颗粒的二水硫酸钙随循环液提升到反应结晶器中，作为新的晶种；镁离子与氢氧根离子形成粒径较小的氢氧化镁通过循环提升装置在反应结晶器中上升，反应结晶器的循环器调节溢流速度为0.2m/h～0.6m/h，含氢氧化镁的溢流液升至溢流圈，并从溢流口溢出，进入收集液桶。

反应结晶的控制参数为：向反应结晶器中加入硫酸镁废水的流量，按循环提升装置中提升流量的3％～10％确定；加入石灰浆的流量按废水中镁离子和石灰浆中钙离子摩尔比0.8～1.2的比例确定；反应结晶器的操作温度控制在-10℃～40℃；维持反应结晶器底部二水硫酸钙固液比在15～40％之间。

S₄.溢流液过滤洗涤干燥

将收集液桶中的溢流浆液泵至压滤机压滤得到滤饼，淡水洗涤滤饼后再次压滤，温度100～120℃条件下干燥，得氢氧化镁产品。

S₅.釜底浆液洗涤分离

将釜底浆液从排料口排出，压滤分离得到滤饼，用pH值3～5的硫酸酸化水洗涤后离心分离，得二水硫酸钙产品。

S₆.过滤母液回用

氢氧化镁和硫酸钙的压滤母液替代淡水回用于工艺用水。

本发明所采用的反应结晶分离器包括反应结晶器和循环器，反应结晶器和循环器上部连通。