申請日2013.08.29

　　公開(公告)日2015.03.18

　　IPC分類號C01D5/00; C01F5/40

　　摘要

　　本發明涉及從紅土鎳礦冶煉產生的一次廢水中分離鈉鎂的方法，該方法首先將紅土礦鎳冶煉產生的硫酸鎂-硫酸鈉型一次廢水蒸發濃縮至鎂離子濃度達到3～3.5mol/L，然后將該溶液在七水硫酸鎂結晶器中冷卻至12～20℃進行結晶，過濾后得到七水硫酸鎂固體;過濾后的母液即二次廢水，向該母液中加入一次廢水兌料至溶液中的鎂離子濃度降至1.5～2mol/L，之后將溶液在十水硫酸鈉結晶器中進一步冷卻至-5～5℃進行結晶，過濾后得到十水硫酸鈉固體，分離十水硫酸鈉的母液返回與一次廢水混合進入下一個循環。本發明的方法工藝簡單，并從鎳冶煉廢水中分離出了可出售的化工產品，經濟性好;同時采用了母液循環的方式，工藝過程無廢液排放，環境友好。

　　權利要求書

　　1.一種從紅土鎳礦冶煉產生的一次廢水中分離鈉鎂的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　1)將紅土礦鎳冶煉產生的一次廢水置于蒸發器中蒸發脫水，在蒸發器中溶液鎂離子濃度達到3～3.5mol /L停止蒸發，得到母液I;

　　2)將母液I置于七水硫酸鎂結晶器中冷卻結晶，結晶溫度控制在12～20℃，同時加入七水硫酸鎂晶種， 控制結晶時間在20～90分鐘，得到漿液I;其中，得到的七水硫酸鎂產品的純度不低于90%;

　　3)將漿液I過濾分離，得到七水硫酸鎂固體和二次廢水;向二次廢水中加入紅土礦鎳冶煉產生的硫酸鎂- 硫酸鈉一次廢水進行兌料，直至溶液中鎂離子濃度降至1.5～2mol/L，得到母液II;

　　4)將母液II置于十水硫酸鈉結晶器中冷卻結晶，結晶溫度控制在-5～5℃，同時加入十水硫酸鈉晶種，控 制結晶時間在30～120分鐘，得到漿液II;其中，得到的十水硫酸鈉產品的純度不低于85%;

　　5)將漿液II過濾分離，得到十水硫酸鈉固體和母液III;將母液III返回蒸發器入口與一次廢水混合進入 下一循環;

　　步驟1)和步驟3)中所述的一次廢水來自紅土鎳礦硫酸法提鎳流程，為沉淀氫氧化鎳并除去重金屬離子后 的鈉鎂廢液，該廢液為硫酸鈉和硫酸鎂的水溶液，其中，鎂離子濃度為0.6～2mol/L，鈉離子濃度為 0.15～0.6mol/L;

　　步驟2)和步驟4)中所述的晶種按0.5～3g/L漿液的量加入。

　　說明書

　　一種從紅土鎳礦冶煉一次廢水中分離鈉鎂的方法

　　技術領域

　　本發明涉及濕法冶金廢水處理和無機鹽結晶領域，特別涉及一種從紅土鎳礦冶煉產生的 硫酸鎂-硫酸鈉型一次廢水中分離鈉鎂的方法。

　　背景技術

　　高壓酸浸法是我國紅土鎳礦濕法冶煉提鎳流程中一個重要的工藝，它具有能耗低、回收 率高的特點，多用于處理含鎂較低的褐鐵礦型紅土礦。該方法一般是將褐鐵礦型紅土礦，然 后用硅鎂鎳礦漿去中和浸出液中多余的酸。在鎳的酸浸過程中，礦中的鎂大部分會隨著鎳一 起溶出進入溶液，在隨后的堿中和沉淀分離氫氧化鎳過程中，將產生大量低濃度的含鎂廢水， 該廢水經一次凈化除去重金屬離子后會形成低濃度的鈉鎂廢水。這些鈉鎂廢水的溶液成份依 舊較為復雜，直接通過傳統的蒸發結晶只能得到硫酸鈉和硫酸鎂的復鹽，無法實現鈉鎂分離， 而且處理費用較高，通常作為廢水廢棄，這不僅造成環境污染，同時也是一種資源浪費。因 此，開發工藝將紅土鎳礦冶煉產生的鎂鈉廢水綜合利用是非常有必要的。

　　目前，針對紅土鎳礦濕法冶煉廢水的利用問題，周建平等曾在其專利201110215796.9提 出了一種紅土鎳礦濕法冶煉廢水的綜合處理方法。該方法采用化學反應的方式實現溶液鈉鎂 的分離。首先將凈化后的紅土鎳礦冶煉廢水進行蒸發濃縮、冷卻結晶分離部分鎂，然后向溶 液中加入碳酸鈉與鎂反應沉淀得到堿式碳酸鎂將其中的鎂完全分離，之后將母液完全蒸發后 得到十水硫酸鈉。該方法能夠將鈉鎂徹底分離，但是該專利采用的反應沉淀的方式增加了工 藝過程的復雜性;而且紅土鎳礦冶煉廢水中雜質離子較多，使得沉淀產物堿式碳酸鎂純度較 低，產品價值大大降低，往往不能夠抵消加入的碳酸鈉產生的費用，影響了工藝的經濟性。

　　發明內容

　　本發明的目的是克服現有技術的不足，為了解決紅土鎳礦濕法冶煉過程中產生的廢水利 用問題，從而提供一種以紅土鎳礦濕法冶煉產生的硫酸鎂-硫酸鈉型一次廢水為原料通過冷卻 結晶分離鈉鎂制備七水硫酸鎂和十水硫酸鈉的方法。

　　本發明的從紅土鎳礦冶煉一次廢水中分離鈉鎂的方法，是以紅土鎳礦濕法冶煉產生的硫 酸鎂-硫酸鈉型一次廢水為原料，先通過蒸發和冷卻結晶分離七水硫酸鎂，然后通過兌料調整 所得母液組成，最后繼續冷卻結晶得到十水硫酸鈉，該工藝包括以下步驟：

　　1)將紅土礦鎳冶煉產生的一次廢水置于蒸發器中蒸發脫水，在蒸發器中溶液鎂離子濃度 達到3～3.5mol/L停止蒸發，得到母液I;

　　2)將母液I置于七水硫酸鎂結晶器中冷卻結晶，結晶溫度控制在12～20℃，同時加入 七水硫酸鎂晶種，控制結晶時間在20～90分鐘，得到漿液I;

　　3)將漿液I過濾分離，得到七水硫酸鎂固體和二次廢水;向二次廢水中加入紅土礦鎳冶 煉產生的硫酸鎂-硫酸鈉一次廢水進行兌料，直至溶液中鎂離子濃度降至1.5～2mol/L，得到 母液II;

　　4)將母液II置于十水硫酸鈉結晶器中冷卻結晶，結晶溫度控制在-5～5℃，同時加入十 水硫酸鈉晶種，控制結晶時間在30～120分鐘，得到漿液II;

　　5)將漿液II過濾分離，得到十水硫酸鈉固體和母液III;將母液III返回蒸發器入口與一 次廢水混合進入下一循環。

　　在上述的技術方案中，步驟1)和步驟3)中所述的一次廢水來自紅土鎳礦硫酸法提鎳流 程，為沉淀氫氧化鎳并除去重金屬離子后的鈉鎂廢液，該廢液為硫酸鈉和硫酸鎂的水溶液， 其中，鎂離子濃度為0.6～2mol/L，鈉離子濃度為0.15～0.6mol/L。

　　在上述的技術方案中，步驟2)和步驟4)中所述的晶種按0.5～3g/L漿液的量加入。

　　本發明的方法是依據硫酸鎂-硫酸鈉相圖原理實現紅土鎳礦濕法冶煉廢水中硫酸鎂和硫酸 鈉的分離的。該方法將蒸發濃縮后處于七水硫酸鎂結晶區的廢水冷卻，結晶分離得到七水硫 酸鎂;然后通過兌料將所得母液二次廢水的組成調整至十水硫酸鈉結晶區，冷卻結晶后分離 得到十水硫酸鈉。本發明的方法工藝簡單，便于操作，易于工業化。

　　本發明的優點和積極作用在于：

　　(1)利用相圖原理分離紅土鎳礦冶煉廢水中的硫酸鎂和硫酸鈉，有效解決了紅土鎳礦濕 法冶煉一次廢水的處理問題。同時采用母液循環的方式，工藝過程無廢液排放，環境友好。

　　(2)通過冷卻結晶的方式制得七水硫酸鎂和十水硫酸鈉產品，其中七水硫酸鎂的純度不 低于90%，十水硫酸鈉的純度不低于85%，兩者均可以直接出售，也可以經進一步提純加工 成高純度產品，增加了工藝的經濟性。