CN107604119A - 硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺 - Google Patents

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韦颖婷
雷军强
李玉秋
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Abstract

本发明公开了一种硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，包括传统方式铁和镁元素的提取，步骤一：先加过量氢氧化钠溶液，过滤后得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀；步骤二：对过滤出的沉淀进行高温处理，温度控制在380℃‑500℃范围内；步骤三：沉淀完全脱水后，通入干燥的一氧化碳进行还原反应，可得到单质铁；步骤四：向固体氧化镁中加过量稀盐酸得氯化镁溶液，蒸发后得到无水氯化镁晶体，在高温下使无水氯化镁晶体变为熔融状态，电解熔融态氯化镁得到单质镁；本发明解决了资源浪费、环境污染等问题，充分利用废渣中可利用资源，从而节约了公司处理废渣的成本，并产生了一系列伴生产品，具有绿色化学、价格低廉的优点。

Description

硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺
技术领域
本发明属于铁和镁元素提取工艺技术领域，涉及一种硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺。
背景技术
天然重晶石矿中含有多种矿物成分，以随州重晶石矿为例，其矿物化学分析结果为：BaSO4 94.78%、酸溶物2.1%、Si 0.72%、有机碳0.56%、Ca 0.43%、Fe 0.12%、Al 0.10%、Mg0.17%。化工行业硫酸钡制备过程中，常常会产生大量的废渣废液，这些废渣废液含有丰富的硅钙镁铝铁等元素，如果不经过有效的处理就进行排放的话，不仅对当地生态环境是一种严重的负担，而且其损失的经济利益也相当巨大，而现有的生产工艺对于该类废渣废料只进行简单的除酸处理就排放，显然是不合理的处理方法；废渣废液中铁镁元素经过有效的提取，可以进行效益转化，形成辅助生产产品。
近几年国内专利数据库公开了一些类似的硫酸钡生产中废水回收工艺及装置技术报道：
【申请号】ZL2015106494160，【名称】一种硫酸钡生产中硫化钠废水回收工艺及装置，【公开号】CN105236783A，公开了一种硫酸钡生产中硫化钠废水回收工艺及装置，包括下列步骤和相应的装置：取稀硫化钠废液，加硫酸中和；用硫化钠喷淋塔吸收硫化氢；往硫酸钠溶液中加入双氧水，使溶解在硫酸钠溶液中的硫化氢氧化为硫；过滤硫酸钠溶液；最后将硫酸钠稀溶液通到碟管式反渗透膜系统或者高压平板膜系统中进行浓缩，浓缩液回用到硫酸钡生产中，清液可以直接排放，但该方法对于废液中有用元素的利用较为粗浅。
发明内容
本发明提供一种废液再利用、绿色化学、价格低廉的硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，解决传统方式废液浪费及污染环境的问题。
本发明硫酸钡废液提取铁和镁元素工艺，包括传统方式铁和镁元素的提取，其特征在于：
步骤一：向硫酸钡废液中加氢氧化钠溶液，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，溶液中为偏铝酸钠、氢氧化钙，离子方程式为：
Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ，Mg2++2OH-=Mg(OH)2 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ，Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O， Ca2++2OH-= Ca (OH)2 ；
步骤二：将沉淀过滤出来后，进行高温处理，温度控制在380℃-500℃范围内，直至氢氧化镁和氢氧化铁完全脱水，化学方程式为：
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O ，Mg(OH)2=MgO+H2O；
步骤三：通入干燥的一氧化碳气体，反应器周围应附着电磁铁以便于收集单质铁，直至收集完全，化学方程式为：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 ；
步骤四：向固体氧化镁中加稀盐酸得氯化镁溶液，蒸发后得到无水氯化镁晶体，在高温下使无水氯化镁晶体变为熔融状态，电解熔融态氯化镁得到单质镁，化学方程式为：
MgO+2HCl=MgCl2+H2O , MgCl2(熔融电解)=Mg+Cl2。
所述的步骤一的NaOH溶液与铁离子之比为3:1；步骤二温度为380℃-500℃。
本发明采用铁和镁元素的分别收集，充分利用了废液中残留的元素，利用各元素独特的性质使其分离开来，并收集废气以便于再利用，保护了环境，降低了成本，以废液为原料，从而节约了公司的废液处理成本，更加有利于公司生产，产生了一系列伴生产品，能够产生一定的效益，具有工艺简单、绿色化学、价格低廉的优点。
附图说明
图1是本发明的提取工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实例1
如图1所示，一种硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，包括传统废液处理方法，铁和镁元素的提取，
步骤一：向硫酸钡废液中加氢氧化钠溶液，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，溶液中为偏铝酸钠、氢氧化钙，离子方程式为：
Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ，Mg2++2OH-=Mg(OH)2 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ，
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,Ca2++2OH-= Ca (OH)2 ；
步骤二：将沉淀过滤出来后，进行高温处理，温度为400℃，直至氢氧化镁和氢氧化铁完全脱水，化学方程式为：
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O ，Mg(OH)2=MgO+H2O；
步骤三：通入干燥的一氧化碳气体，反应器周围应附着电磁铁以便于收集单质铁，直至收集完全，化学方程式为：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2；
步骤四：向固体氧化镁中加稀盐酸得氯化镁溶液，蒸发后得到无水氯化镁晶体，在高温下使无水氯化镁晶体变为熔融状态，电解熔融态氯化镁得到单质镁，化学方程式为：
MgO+2HCl=MgCl2+H2O , MgCl2(熔融电解)=Mg+Cl2。
实例2
如图1所示，一种硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，包括传统废液处理方法，铁和镁元素的提取，
步骤一：向硫酸钡废液中加氢氧化钠溶液比例为1:3，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，溶液中为偏铝酸钠、氢氧化钙，离子方程式为：
Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ，Mg2++2OH-=Mg(OH)2 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ，Al(OH)3 + OH- =AlO2- + 2H2O，Ca2++2OH-= Ca (OH)2 ；
步骤二：将沉淀过滤出来后，进行高温处理，温度为400℃，直至氢氧化镁和氢氧化铁完全脱水，化学方程式为：
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O ，Mg(OH)2=MgO+H2O；
步骤三：通入干燥的一氧化碳气体，反应器周围应附着电磁铁以便于收集单质铁，直至收集完全，化学方程式为：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 ；
步骤四：向固体氧化镁中加稀盐酸得氯化镁溶液，蒸发后得到无水氯化镁晶体，在高温下使无水氯化镁晶体变为熔融状态，电解熔融态氯化镁得到单质镁，化学方程式为：
MgO+2HCl=MgCl2+H2O , MgCl2(熔融电解)=Mg+Cl2 。

Claims (2)

1.硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，包括传统方式铁和镁元素的提取，其特征在于：
步骤一：向硫酸钡废液中加氢氧化钠溶液，过滤，得到氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，溶液中为偏铝酸钠、氢氧化钙，离子方程式为：
Fe3++3OH-=Fe(OH)3 ，Mg2++2OH-=Mg(OH)2，Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ，
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O，Ca2+ + 2OH-= Ca(OH)2 ；
步骤二：将沉淀过滤出来后，进行高温处理，温度控制在380℃-500℃范围内，直至氢氧化镁和氢氧化铁完全脱水，化学方程式为：
2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O ，Mg(OH)2=MgO+H2O；
步骤三：通入干燥的一氧化碳气体，反应器周围应附着电磁铁以便于收集单质铁，直至收集完全，化学方程式为：
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 ；
步骤四：向固体氧化镁中加稀盐酸得氯化镁溶液，蒸发后得到无水氯化镁晶体，在高温下使无水氯化镁晶体变为熔融状态，电解熔融态氯化镁得到单质镁，化学方程式为：
MgO+2HCl=MgCl2+H2O , MgCl2(熔融电解)=Mg+Cl2。
2.如权利要求1所述的硫酸钡生产废液中铁镁元素提取工艺，其特征在于：所述的步骤一的NaOH溶液与铁离子之比为3:1。
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