CN105884065A - 一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，属于湿法冶金领域。本发明向反应器中加入转型硫酸镁废水并将其加热至40~50 ℃，再向反应器中加入CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2 h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.1~1%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液，再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入生石灰，调节反应pH值，反应3~4 h，得到氧化钙质量分数为1~13%的钙镁渣和MgO浓度为0.0001‑0.02 mol/L的氯化钙溶液，该氯化钙溶液可循环利用。本发明采用氯化钙为沉淀剂处理包头矿转型硫酸镁废水，缩短了工艺流程，得到较纯净的硫酸钙晶体，使钙镁资源的充分利用。

Description

一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，属于湿法冶金领域。
背景技术
近几年，稀土采选过程中废水的排放受到国家法规的严格限制，规定稀土冶炼企业“三废”必须全部达标排放，这已成为稀土冶炼分离企业发展的瓶颈。包头白云鄂博稀土精矿主要成分为氟碳铈矿和独居石，为节约生产成本，90%以上的包头稀土矿均采用浓硫酸强化焙烧工艺，使稀土元素与硫酸结合形成含硫酸稀土的焙烧矿，焙烧矿再经过水浸、过滤、氧化镁中和、过滤等工序得到硫酸稀土水浸液，目前水浸液的处理采用经氧化镁皂化的P507进行全捞转型，得到混合氯化稀土溶液和转型硫酸镁废水。P507全捞转型废水产生量巨大，每处理1吨REO约产生29 m3废水，且成分复杂，含有钙、镁、硫酸根、氯离子等，企业将其统称为硫酸镁废水，目前企业采用石灰一步中和法处理该废水，即在硫酸镁废水中加入过量生石灰，得到含有硫酸钙、氢氧化镁及氧化钙的混合渣，该混合渣难以利用，企业直接排放，资源利用率低，生石灰消耗量大，而得到的废水仍含有较多镁离子和硫酸根离子，且废水温度较高，夏季可达50 ℃以上，企业将该废水用于焙烧矿水浸工序，由于镁离子含量较高，会抑制稀土元素的浸出，而且对于硫酸稀土，温度越高，其溶解度越低，也不利于焙烧矿中稀土元素的浸出，因此急需寻找高效、低成本、资源可综合利用的新方法来治理稀土冶炼过程中产生的转型硫酸镁废水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，该方法提高了钙镁资源利用率、生石灰消耗量少，可高效处理稀土冶炼过程中转型硫酸镁废水。
技术解决方案：
本发明向反应器中加入转型硫酸镁废水并将其加热至40~50 ℃，再向反应器中加入pH值为8~10.5、浓度为0.1~0.5 mol/L的CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2 h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.1~1%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液，再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入生石灰，调节反应pH值为7~12，反应3~4 h，得到氧化钙质量分数为1~13%的钙镁渣和MgO浓度为0.0001-0.02 mol/L的氯化钙溶液，该氯化钙溶液可循环利用；
本发明所述的转型硫酸镁废水，MgO浓度为0.84 mol/L，CaO浓度为0.02 mol/L，SO4 2-浓度为0.53 mol/L，Cl-浓度为0.54 mol/L。
本发明所述的转型硫酸镁废水中SO4 2-与加入的CaCl2溶液中Ca2+摩尔比为1:1.2~2.5。
发明效果
(1)本发明采用氯化钙为沉淀剂处理包头矿转型硫酸镁废水，可以得到较纯净的硫酸钙晶体；
(2)本发明使用的氧化钙用量比现有工艺少，且产生的钙镁渣中氧化镁含量比现有工艺高，可以用于水浸浆液中和工序；
(3)本发明中得到的氯化钙溶液可以循环利用，实现钙镁资源的充分利用。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例 1
向反应器中加入500 ml MgO浓度为0.84 mol/L，CaO浓度为0.02 mol/L，SO4 2-浓度为0.53 mol/L，Cl-浓度为0.54 mol/L转型硫酸镁废水并将其加热至50 ℃，再向反应器中加入2240 ml 浓度为0.1786 mol/L、pH值为8的CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2 h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.23%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液；再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入23.9 g生石灰，调节反应pH为7，反应3 h，得到钙镁渣和氯化钙溶液，将钙镁渣烘干后，其中氧化钙质量分数为11.29%，得到的氯化钙溶液中氧化镁浓度为0.02 mol/L，该氯化钙溶液可循环利用。
实施例 2
向反应器中加入300 ml MgO浓度为0.84 mol/L，CaO浓度为0.02 mol/L，SO4 2-浓度为0.53 mol/L，Cl-浓度为0.54 mol/L转型硫酸镁废水并将其加热至40 ℃，再向反应器中加入940 ml 浓度为0.4 mol/L、pH值为10.8的CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.47%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液；再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入14.6 g生石灰，调节反应pH为9.6，反应3 h，得到钙镁渣和氯化钙溶液，将钙镁渣烘干后，其中氧化钙质量分数为9.25%，得到的氯化钙溶液中氧化镁浓度为0.01 mol/L，该氯化钙溶液可循环利用。
实施例 3
向反应器中加入300 ml MgO浓度为0.84 mol/L，CaO浓度为0.02 mol/L，SO4 2-浓度为0.53 mol/L，Cl-浓度为0.54 mol/L转型硫酸镁废水并将其加热至50℃，再向反应器中加入1880 ml 浓度为0.2 mol/L、pH值为11.5的CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2 h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.25%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液；再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入13.2 g生石灰，调节反应pH为10.6，反应3 h，得到钙镁渣和氯化钙溶液，将钙镁渣烘干后，其中氧化钙质量分数为8.51%，得到的氯化钙溶液中氧化镁浓度为0.0001 mol/L，该氯化钙溶液可循环利用。

Claims (3)

1.一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，其特征在于，向反应器中加入转型硫酸镁废水并将其加热至40~50 ℃，再向反应器中加入pH值为8~10.5、浓度为0.1~0.5 mol/L的CaCl2溶液，CaCl2溶液加入完毕后，陈化反应2 h，得到易过滤的白色沉淀，将沉淀过滤、干燥，得到MgO质量分数为0.1~1%的硫酸钙晶体和含有CaCl2和MgCl2的混合溶液，再向CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入生石灰，调节反应pH值为7~12，反应3~4 h，得到氧化钙质量分数为1~13%的钙镁渣和MgO浓度为0.0001-0.02 mol/L的氯化钙溶液，该氯化钙溶液可循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，其特征在于，转型硫酸镁废水，MgO浓度为0.84 mol/L，CaO浓度为0.02 mol/L，SO4 2-浓度为0.53 mol/L，Cl-浓度为0.54 mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种包头矿转型硫酸镁废水处理方法，其特征在于，转型硫酸镁废水中SO4 2-与加入的CaCl2溶液中Ca2+摩尔比为1:1.2~2.5。
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