CN107804862A - 一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法 - Google Patents

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钟练文
万博
王小豆
江承付
张彬彬
黄婷
陈惠容
蔡海燕
刘显清
朱忠文
郑韶燕
龙芳菊
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Abstract

本发明涉及一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，其工艺步骤是：（1）先将镁法脱硫产生的烧结脱硫废水直接与氨水在40℃‑60℃的装置内进行反应，生成氢氧化镁沉淀，陈化0.5h‑1.5h后进行过滤，得到氢氧化镁固体；（2）再将步骤（1）得到的氢氧化镁用蒸馏水洗涤4至8次，烘干获得氧氧化镁固体；（3）将步骤（2）洗涤后的氢氧化镁在700℃‑900℃下煅烧获得氧化镁，将得到的氧化镁再返回烧结脱硫系统使用，完成一个循环。实现了镁资源的回收利用，同时，避免脱硫废水对水体造成污染，大大降低企业的运行成本，甚至取得一定的循环经济效益。

Description

一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法
技术领域
本发明属于废物回收利用技术领域，涉及一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法。
背景技术
镁法脱硫专利技术近几年开始在美国、日本、韩国、台湾等极少数国家或地区得到应用。相对于石灰石一石膏法，氧化镁法具有许多优点：镁基脱硫剂的脱硫反应活性高、用量仅为石灰石的40%、循环浆液泵能耗低、塔体尺寸减小，不仅脱硫效率高，还降低了设备投资及运行费用，并可避免脱硫系统中发生结垢、堵塞等问题。
由于镁法脱硫的副产物可以生成为亚硫酸镁和硫酸镁溶液，对于大多数镁法脱硫系统而言，其脱硫副产物亚硫酸镁和硫酸镁直接排入水体，使的镁资源造成极大的浪费。某钢铁厂5#、6#烧结机采用亚硫酸镁法脱硫工艺，该生产线2014年7月建成投产，其中可产生脱硫废水约36万吨/年，现只对脱硫废水中的重金属处理后排放，未实现对脱硫废水中硫酸镁、亚硫酸镁等副产品回收利用。
国内有少数镁法脱硫装置采用的是生成亚硫酸镁，亚硫酸镁作为复合肥材料卖给复合肥厂家，能够取得一定的效益，但价格比较低廉，无法取得很好的经济效益，甚至销售价格低于运费，对降低企业的运行成本帮助不大。
国外的镁法脱硫装置也有个别是采用脱硫副产物亚硫酸镁锻烧后，生成二氧化硫和氧化镁，氧化镁循环回用，替代采购的氧化镁粉，生成的二氧化硫制造硫酸，取得很好的经济效益，但国外的技术仅仅是将锻烧生成的二氧化硫直接卖给硫酸厂，二氧化硫浓度相对较低，且只能应用于大机组。
国内也有提出将亚硫酸镁脱水干燥后，直接运往硫酸厂，由硫酸厂进行锻烧和制造硫酸，由于硫酸厂锻烧装置设计为锻烧硫铁矿，其锻烧亚硫酸镁的性能未能得到证实。此外由于仅仅销售亚硫酸镁给制酸厂，未能最大程度的取得经济效益，降低企业的脱硫运行成本不大。
专利号CN1775681中公开了一种利用镁法脱硫副产物亚硫酸镁制取脱硫剂氧化镁和二氧化硫的方法，其特征在于以下工艺步骤：①干燥及破碎由脱硫系统来的副产物亚硫酸镁，压碎至粒径3mm以下；②锻烧破碎后的亚硫酸镁，保持炉内温度700℃-900℃连续锻烧，物料连续分解为二氧化硫和氧化镁，得到脱硫剂氧化镁粉和富集二氧化硫的炉气，炉气经压缩装瓶成为二氧化硫产品。 优点是，生成的氧化镁可以作为脱硫吸收剂循环利用，大大降低了镁法脱硫的运行成本。同时生成的二氧化硫，可用于生产硫酸。完善了烟气脱硫后生成的副产物的回收利用。适用于工业锅炉烟气脱硫后副产物亚硫酸镁制备脱硫剂氧化镁和二氧化硫。其不足之处在于：如果锻烧的亚硫酸镁较少，锻烧后产生的二氧化硫量较少，则相应的降低了投资效益，且没有利用余热。
综上所述，本领域缺乏降低无二次污染，企业运行成本，实现循环经济的镁法脱硫副产物的回收方法，因此急需提出降低企业运行成本，实现循环经济，开发镁法脱硫副产物的回用技术，从而实现无二次污染，大大降低企业的运行成本，甚至取得一定的经济效益。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，它实现镁资源的回收利用，同时，避免脱硫废水对水体造成污染，大大降低企业的运行成本，甚至取得一定的循环经济效益。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，其工艺步骤是：
（1）先将镁法脱硫产生的烧结脱硫废水直接与氨水在40℃-60℃的装置内进行反应，生成氢氧化镁沉淀，陈化0.5h-1.5h后进行过滤，得到氢氧化镁固体；
（2）再将步骤（1）得到的氢氧化镁用蒸馏水洗涤4至8次，烘干获得氧氧化镁固体；
（3）将步骤（2）洗涤后的氢氧化镁在700℃-900℃下煅烧获得氧化镁，将得到的氧化镁再返回烧结脱硫系统使用，完成一个循环。
所述步骤（1）中采用沉淀法合成氢氧化镁，沉淀中涉及的化学反应方程式为：
MgSO3＋2NH3·H2O→(NH4)2SO3 +Mg(OH)2↓
MgSO4＋2NH3·H2O→(NH4)2SO4 +Mg(OH)2↓
Mg(OH)2→MgO+H2O
所述步骤（1）中氨水的加入量按照氨镁比例为2～4：1的质量比投加。
本发明的积极效果是：1、本方法对烧结烟气脱硫废水中亚硫酸镁和硫酸镁含量要求不高，无论含量高低，均可改变氨水的用量，即可将亚硫酸镁和硫酸镁中的镁以氢氧化镁的形式沉淀下来；
2、本方法不同与上述已公开的专利，操作方法原理简单且回收效果好，将脱硫废水中的镁资源回收利用，将生成的氧化镁可以作为脱硫吸收剂循环利用，大大降低了镁法脱硫的运行成本；
3、本方法只用到氨水，不需要用到其他化学药剂，成本较低；煅烧过程中，只是将氢氧化镁固体中的水分蒸发掉，不会产生二氧化硫，造成二次污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
（1）取100mL烧结脱硫废水于圆底烧瓶中，同时在45℃的水浴锅中恒温加热，取50mL氨水于恒压滴液漏斗中，缓慢滴入圆底烧瓶中约0.5h，并及时搅拌；
（2）氨水滴加完毕后，陈化1h，将生成的氢氧化镁沉淀用砂石抽滤装置进行抽滤，并用蒸馏水洗涤4次，得到氢氧化镁固体。
（3）将氢氧化镁固体在700℃的马弗炉内进行煅烧，蒸发去除水分，得到氧化镁固体，并检测氧化镁的纯度为86.75%，满足某钢铁厂作为脱硫吸收剂循环利用，大大降低了镁法脱硫的运行成本。
实施例2
（1）取100mL烧结脱硫废水于圆底烧瓶中，同时在50℃的水浴锅中恒温加热，取75mL氨水于恒压滴液漏斗中，缓慢滴入圆底烧瓶中约0.5h，并及时搅拌；
（2）氨水滴加完毕后，陈化1h，将生成的氢氧化镁沉淀用砂石抽滤装置进行抽滤，并用蒸馏水洗涤5次，得到氢氧化镁固体。
（3）将氢氧化镁固体在700℃的马弗炉内进行煅烧，蒸发去除水分，得到氧化镁固体，并检测氧化镁的纯度为88.81%，满足某钢铁厂作为脱硫吸收剂循环利用，大大降低了镁法脱硫的运行成本。

Claims (3)

1.一种从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，其特征在于工艺步骤是：
（1）先将镁法脱硫产生的烧结脱硫废水直接与氨水在40℃-60℃的装置内进行反应，生成氢氧化镁沉淀，陈化0.5h-1.5h后进行过滤，得到氢氧化镁固体；
（2）再将步骤（1）得到的氢氧化镁用蒸馏水洗涤4至8次，烘干获得氧氧化镁固体；
（3）将步骤（2）洗涤后的氢氧化镁在700℃-900℃下煅烧获得氧化镁，将得到的氧化镁再返回烧结脱硫系统使用，完成一个循环。
2.如权利要求1所述从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，其特征在于：所述步骤（1）中采用沉淀法合成氢氧化镁，沉淀中涉及的化学反应方程式为：
MgSO3＋2NH3·H2O→(NH4)2SO3 +Mg(OH)2↓
MgSO4＋2NH3·H2O→(NH4)2SO4 +Mg(OH)2↓
Mg(OH)2→MgO+H2O。
3.如权利要求1所述从镁法脱硫产生的脱硫废水中提取氧化镁的方法，其特征在于：所述步骤（1）中氨水的加入量按照氨镁比例为2～4：1的质量比投加。
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