CN104805313A - 酸析法从镍冶炼废水中提取硫酸镁 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种从红土矿镍冶炼废水中提取硫酸镁的方法，本方法包括：准备红土矿镍冶炼废水经净化获的硫酸镁溶液，向该硫酸镁溶液中加入浓硫酸，使其中的硫酸镁以硫酸镁水合物晶体的形式析出，稀释后的硫酸溶液可返回镍矿浸出过程，获得的固硫酸镁烘干后可作为产品出售。本发明的方法工艺简单、产品纯度较高，晶形可控，产品质量得到较大提升，生产成本有较大下降，改变了硫酸镁生产采用蒸发结晶能耗高、产量低，质量差，设备结垢严重的状况，而且工艺流程短、设备投资少、操作简单，较少产生工业废弃物，有利于环保和矿物资源的充分利用。

Description

酸析法从镍冶炼废水中提取硫酸镁

技术领域

本发明涉及回收硫酸镁的方法，更具体的说是一种从含有硫酸镁的镍冶炼废水中综合回收固体硫酸镁产品的方法。 

背景技术

在红土镍矿中伴生有相当数量的镁，这部份镁通常以腐泥土硅酸盐中氧化镁的形式存在于矿石中，红土镍矿湿法提镍的过程，镁随镍钴一道被硫酸溶解浸出，净化过程，在镍钴等金属被沉淀提取出来后，残留的废水中就含有大量的硫酸镁。 

通常的镍冶炼工厂这些废水被用石灰乳中和，将其中的硫酸镁沉淀成含有石膏和氢氧化镁的固体废渣，因为要回收这部份硫酸镁较麻烦。有些工厂则直接将含镁废水排入海洋或河流中，当它们被当作废物抛弃时不但浪费了其中有价值的金属，而且还会产生环境污染问题。 

要回收镍冶炼废水中的硫酸镁，通常的方法是将废水净化除杂后蒸发浓缩结晶获得硫酸镁固体产品出售，该方法蒸发浓缩硫酸镁溶液需要耗费大量的能源，生产成本较高。 

CN101760642公开了一种从镍冶炼废水中回收镁的方法，其方法是将含有硫酸镁的溶液加氨水沉淀氢氧化镁，然后再用石灰沉淀残余的母液，以氢氧化镁的形式回收镁，该方法要耗用较贵的氨水等物料，而且不能完全回收其中的镁。 

也有用碳酸钠或氢氧化钠来沉淀硫酸镁溶液的案例，如CN101880771、CN101137581等，由于碳酸钠或氢氧化钠的价格较高，这些处理方法的费用均较高。 

发明内容

本发明的目的是针对现有回收方法中存在的不足，提供一种从镍冶炼废水中回收硫酸镁的方法。 

本发明的方法采用酸析法用浓硫酸从含有硫酸镁的溶液中提取固体硫酸镁，耗能极少，避免了能耗较高的蒸发结晶工艺，同时也避免了难以克服的设备结垢问题。稀释后的硫酸返回镍湿法冶炼系统用于镍矿的酸浸回收镍，该方法生产成本低，能有效回收废水中的镁，降低废水处理成本，带来较好的经济效益，同时为保护环境和发展循环经济提供一种新的技术。 

上述目的是通过以下方案实现的： 

一种从红土矿镍冶炼废水中提取硫酸镁的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤： 

(a)准备红土矿镍冶炼废水经过净化后的硫酸镁溶液； 

(b)向所述硫酸镁溶液中加入浓硫酸，使所述的硫酸镁以含较少结晶水的硫酸镁固体的形式析出，固液分离，获得含较少结晶水的硫酸镁固体和稀释后的硫酸溶液； 

(c)将所述稀释后的硫酸溶液返回镍矿浸出过程； 

将所述净化后的硫酸镁溶液与上述(b)步骤获得的含较少结晶水的硫酸镁固体混合，固液分离，获得含较多结晶水的硫酸镁固体和硫酸镁溶液，该硫酸镁溶液返回(b)步骤，硫酸镁结晶体烘干后为作为回收的产品。 

在上述的方法中，所述的含较少结晶水的硫酸镁固体的主要成份为MgSO₄·nH₂O，其中n＝1～4；所述的含较多结晶水的硫酸镁固体的主要成份为MgSO₄·nH₂O，其中n＝4～7。 

在上述的方法中，其中所述硫酸镁溶液的来源来自镍和钴的回收过程。 

在上述的方法中，其中所述硫酸镁溶液作为镍和钴回收的过程的一部分而产 生，所述镍和钴回收过程包括用硫酸浸提含镍和钴的矿石中含镁矿物的步骤。 

上述的方法中，其中所述的镍矿浸出过程是堆浸过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作堆浸液浸提镍矿。 

上述的方法中，其中所述的镍矿浸出过程是常压搅拌浸出过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作浸出用硫酸。 

上述的方法中，其中所述的镍矿浸出过程是加压浸出过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作浸出用硫酸。 

根据上述的方法，其中所述净化后的硫酸镁溶液中的所述镁的含量大于20g/L。 

根据上述的方法，其中所述的浓硫酸的质量百分比浓度超过80％。 

根据上述的方法，其中在加入所述浓硫酸溶液之后冷却所述含硫酸镁的溶液以促进所述固态硫酸镁水合物的结晶。 

本发明的优点是可从被当作废弃物的镍冶炼废水中回收有用的硫酸镁产品。 

本发明的另一个优点是，本方法中使用的浓硫酸能够容易地从镍和钴回收过程的其它步骤中得到，并且返回该步骤。因此，在硫酸镁回收过程中基本上没有硫酸的净消耗，因为所用的任何酸都容易地返回用于其从红土矿石中浸提镍和钴的原始目的。 

本发明的优点还在于，通过将溶解的硫酸镁转化成固态产物，固态产品还可以用于在生产镍和钴的过程中使用的其它物料，如将硫酸镁热分解成氧化镁和二氧化硫，氧化镁可替代石灰用于回收镍钴的过程，二氧化硫用来重新制取硫酸，循环利用，从而缓解将硫酸镁当作废物抛弃而引起的环境污染问题。 

本发明的方法工艺简单、产品纯度较高，晶形可控，产品质量得到较大提升，生产成本有较大下降，改变了硫酸镁生产采用蒸发结晶能耗高、产量低，质量差，设 备结垢严重的状况。而且工艺流程短、设备投资少、操作简单，较少产生工业废弃物，有利于环保和矿物资源的充分利用。 

附图说明

图1是本发明酸析法从镍冶炼废水中提取硫酸镁工艺流程图。 

具体实施方式

参见附图1，本发明从红土镍矿镍冶炼废水中提取硫酸镁的具体原理和方法如下： 

首先需要尽管提高镍冶炼废水中镁的含量，优选镁含量超过40g/L，再将红土镍矿镍冶炼废水作净化处理，其目的是除去废水中残留的的镍、铁、锰、铅、锌等重金属，使回收后的硫酸镁产品不含有这些有害的成份，净化的方法可以用通常的氧化中和沉淀的方法。 

做完净化之后，所述硫酸镁溶液中加入浓硫酸，优选98％的工业用浓硫酸，以充分利用浓硫酸强吸水的特点，吸收硫酸镁废水中的水份，以及浓硫酸稀释过程的强放热性能，使硫酸镁溶液达到过饱和，溶液中的硫酸镁便饱和析出含结晶水的固体硫酸镁晶体，其产品纯度较高，晶形可控，产品质量得到较大提升，生产成本有较大下降，改变了原来硫酸镁生产采用蒸发结晶能耗高、产量低，质量差，设备结垢严重的状况，而且工艺流程短、设备投资少、操作简单。 

稀释后的硫酸溶液可以返回镍矿浸出过程，如可作为堆浸镍矿用的浸矿剂，或常压搅拌浸出过程用的浸矿硫酸，或加压浸出镍矿过程用的浸矿硫酸。这样充分利用了镍冶炼过程所用硫酸物料的特性来提取废水中的硫酸镁，同时又不消耗额外的热能和硫酸，与蒸发浓缩的方法相比，在生产成本上具有明显的优势。 

实施例1～4 

各取4份净化后含有40g/L Mg²⁺的硫酸镁溶液于4个烧杯中，加入如下表的该溶液和98％的浓硫酸，得到总体积为250mL的分别含有100g/L、200g/L、300g/L和400g/L的酸的溶液。 

然后将溶液冷却至室温并在该温度下保持10小时以上。将形成的晶体通过过滤从溶液中分离，干燥后并称重以确定硫酸镁的收率。结果如下： 

实施例5 

取净化后含有60g/L Mg²⁺的硫酸镁溶液1000mL于烧杯中，缓慢加入1200mL80％的浓硫酸，混合搅拌，溶液冷却至室温，过滤，获得固体物270克，经检测该固体物成份为MgSO₄·H₂O。将该固体物与含有60g/L Mg²⁺的1000mL硫酸镁溶液混合吸水结晶，过滤，获得固体物476克，经检测该固体物成份为MgSO₄·7H₂O。 

以上文中所述旨在参考优选实施方案来说明本发明的范围。在不背离本发明的精神或范围的变化应该认为是构成本文所述的本发明的一部分。 

Claims (12)

1.一种从红土矿镍冶炼废水中提取硫酸镁的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

(a)准备红土矿镍冶炼废水经过净化后的硫酸镁溶液；

(b)向所述的硫酸镁溶液中加入浓硫酸，使所述的硫酸镁以含较少结晶水的硫酸镁固体形式析出，固液分离，获得含较少结晶水的硫酸镁固体和稀释后的硫酸溶液；

(c)将所述稀释后的硫酸溶液返回镍矿浸出过程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征为，将所述净化后的硫酸镁溶液与(b)步骤获得的含较少结晶水的硫酸镁固体混合，固液分离，获得含较多结晶水的硫酸镁固体和含硫酸镁的溶液，该硫酸镁溶液返回(b)步骤，获得的硫酸镁固体烘干后为作为回收的固体硫酸镁产品。

3.如权利要求1所述的方法，所述的含较少结晶水的硫酸镁固体的主要成份为MgSO₄·nH₂O，其中n＝1～4。

4.如权利要求2所述的方法，所述的含较多结晶水的硫酸镁固体的主要成份为MgSO₄·nH₂O，其中n＝4～7。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述硫酸镁溶液的来源来自镍和钴的回收过程。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述硫酸镁溶液作为镍和钴回收的过程的一部分而产生，所述镍和钴回收过程包括用硫酸浸提含镍和钴的矿石中含镁矿物的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述的镍矿浸出过程是堆浸过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作堆浸液浸提镍矿。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述的镍矿浸出过程是常压搅拌浸出过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作浸出用硫酸。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述的镍矿浸出过程是加压浸出过程，将所述稀释后的硫酸溶液用作浸出用硫酸。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述净化后的硫酸镁溶液中的所述的镁含量大于20g/L。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述的浓硫酸的质量百分比浓度超过80％。

12.如权利要求1所述的方法，其中在加入所述浓硫酸溶液之后冷却所述含硫酸镁的溶液以促进所述固态硫酸镁水合物的结晶。