[发明专利]利用氨碱废液与浓海水联产硫酸钙和氢氧化镁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机化工领域中硫酸钙和氢氧化镁的制备方法，特别涉及利用氨碱废液溶解氢氧化钙的混合液与浓海水通过结晶技术联产硫酸钙和氢氧化镁的方法。

背景技术

我国是纯碱生产大国，纯碱总产量已经突破2000万吨，目前采用的纯碱生产工艺主要为氨碱法。氨碱法纯碱生产工艺产生大量的氨碱废液，每生产1吨纯碱要排放10m³的氨碱废液。传统的氨碱废液处理方法是将废液排到土石筑坝围堤的渣场内，自然澄清，天然碳化，待澄清液pH值和浊度等指标合格后再排放。上述废液处理方法中，长期堆积的废液势必造成环境污染和土地资源浪费，而且大量的氨碱废液也没有得到充分利用。

氨碱废液主要成分为氯化钙和氯化钠，其含量分别为90～120g/l和45～55g/l。为充分利用氨碱废液，现有从废液中分离并联产氯化钠和氯化钙的工艺以实现氨碱废液处理。该工艺首先在废液中加石灰乳去除Mg²⁺，然后加BaCl₂去除SO₄^2-；再将净化的废液分两步进行蒸发浓缩和冷却结晶，第一步产出NaCl，第二步产出片状CaCl₂。该工艺的缺点是需占用大面积的盐田，对于不具备晒盐条件的企业具有很大的局限性，不可能完全解决氨碱废液的处置问题。因此，氨碱废液的处理和综合利用依然是制碱行业长期以来亟待解决的问题。

发明内容

针对现有纯碱生产中氨碱废液处理和综合利用所存在的问题，本发明推出利用氨碱废液与浓海水联产硫酸钙和氢氧化镁的方法，其目的在于，将氨碱废液溶解氢氧化钙的混合溶液与浓海水混合，在结晶反应器中反应制备硫酸钙和氢氧化镁，并实现硫酸钙和氢氧化镁的分离。

本发明涉及的利用氨碱废液与浓海水联产硫酸钙和氢氧化镁的方法，技术步骤包括：氨碱废液净化、氢氧化钙溶解、结晶反应、釜底浆状液分离洗涤、溢流浆状液过滤洗涤。

S1、氨碱废液净化

将氨碱废液置于沉降器中沉降，除去大颗粒和水不溶性杂质，过滤上层清液，得到净化氨碱废液。

S2、氢氧化钙溶解

在净化氨碱废液中加入氢氧化钙，搅拌溶解得到混合溶液。氨碱废液与氢氧化钙中钙的摩尔比为1:0.5～1:1.5。

S3、结晶反应

将氢氧化钙溶解S2步骤所得的混合溶液与浓海水分别连续加入到结晶反应器中，当进料液位超过循环提升装置上口时，开启循环提升装置，在结晶反应器中的循环提升装置作用下连续循环混合反应，硫酸根离子与钙离子结合形成较大粒径的硫酸钙晶体沉降到结晶反应器底部，形成釜底浆状液；镁离子与氢氧根离子形成粒径较小的氢氧化镁通过循环提升装置在结晶反应器中上升，升至溢流圈，并从溢流口溢出，进入收集液桶。结晶反应的参数为：加入结晶反应器中浓海水和结晶反应器中循环提升装置的循环液流量比为1:10～1:20，混合溶液中的氢氧根离子与浓海水中镁离子的摩尔比为2:1～4:1。进料结束30min后，关闭循环提升装置，再静置6～12h。

S4、釜底浆状液分离洗涤

将釜底浆状液从排料口排出，进入到离心机中离心分离得到滤饼，滤饼用pH＝3的硫酸酸化水洗涤滤饼，然后再次离心分离，得到硫酸钙。

S5、溢流浆状液过滤洗涤

将收集液桶中的溢流浆状液泵至板框式压滤机压滤得到滤饼，清水洗涤滤饼，然后再次压滤得到氢氧化镁。

本发明所采用的结晶反应器为圆柱形筒体和圆锥形尾体的组合结构，结晶反应器壳体包括上部圆筒和下部锥体。下部锥体的锥底处设置排渣装置，靠近排渣装置的锥体锥面上有排料口。上部圆筒的上部外侧有环状溢流圈，溢流圈的底部设置溢流口。上部圆筒内有同轴的反应结晶桶，反应结晶桶为底部敞口的圆筒，顶部设置两个进料口，分别为氨碱废液溶解氢氧化钙的混合液进口和浓海水进口。反应结晶桶的内部设置循环提升装置，循环提升装置是带有涡轮式浆叶的混合器，涡轮式浆叶设置在底部敞口的细长圆筒内，可以使从反应结晶桶底部进入的料液在桶内自下而上循环运动。

应用结晶反应器进行结晶反应时，将净化氨碱废液溶解氢氧化钙所得的混合溶液与浓海水分别从反应结晶桶顶部的混合液进口和浓海水进口连续加入，在结晶反应器中循环提升装置作用下连续循环混合，硫酸根离子和钙离子结合形成较大粒径的硫酸钙晶体，镁离子与氢氧根离子形成粒径较小的氢氧化镁。

下降到反应结晶筒底部的较大粒径的硫酸钙晶体沉降到结晶反应器锥底形成釜底浆状液；镁离子与氢氧根离子形成粒径较小的氢氧化镁，在循环提升装置作用下上升，升至溢流圈，并从溢流口溢出，进入收集液桶。