[发明专利]一种用于制备硫酸镁晶体的低温蒸发结晶装置及基于该装置的结晶方法

说明书

本发明公开了一种用于制备硫酸镁晶体的低温蒸发结晶装置及基于该装置的结晶方法，所述装置包括固定架、一段蒸发槽、二段蒸发槽、加热装置、密封装置、引风机、密度计、喷淋装置、进液管、出液管等部件。所述结晶方法通过调控温度和溶液密度，经过多段蒸发‑固液分离、除杂的同时，进行浓缩、结晶，得到高纯度硫酸镁晶体产品。本发明处理液来源广，可用于含硫酸镁的浸出废液处理，也可用于纯硫酸镁的制备。其它中低温蒸发结晶处理工艺也可使用此装置。

技术领域

本发明属于低温蒸发结晶技术领域，废水低温蒸发处理领域同样可以使用，具体地，本发明涉及一种用于制备硫酸镁晶体的低温蒸发结晶装置及基于该装置的结晶方法。

背景技术

随着社会的生产发展，硫酸镁的需求量庞大，传统硫酸镁的制备存在着很多不足之处亟待解决。传统硫酸镁晶体的生产通常采用硫酸法，使用冷却结晶产生晶体，所用冷凝器含有重多蛇管和冷却夹套，由高温(80℃)冷却时，不仅需要大量冷凝水，且结晶产物易粘壁。另一种生产硫酸镁晶体的方法是在饱和硫酸镁溶液中加入晶种，使溶液中的硫酸镁自由结晶，但该工艺得到的晶体颗粒不均匀，且后续处理工序复杂。

针对当前硫酸镁制备方法的缺点，专利《一种硫酸镁连续结晶的方法》(公开号为CN104058429A)，公开了一种连续化生产硫酸镁结晶的方法，该方法第二级冷却采用冷冻水冷却，虽有效提高了硫酸镁的收率，冷冻水的生产却使流程更加复杂，且能耗更高。专利《空气冷却结晶塔》(公开号为CN201543264U)，公开了一种以空气为介质的冷却结晶塔，无需冷却水和蒸汽，能耗低，但该结晶塔需母液循环及干燥系统，工艺流程长且效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服传统硫酸镁制备方法的一些不足，提出一种节能、高效制备硫酸镁结晶的装置和方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于制备硫酸镁晶体的低温蒸发结晶装置，所述装置包括：固定架1、若干个一段蒸发槽、若干个二段蒸发槽、进液管3、密封装置4、出液管5、引风机7、加热装置8、喷淋装置9、密度计11；一段蒸发槽和二段蒸发槽竖直叠放在固定架1 上，一段蒸发槽和二段蒸发槽均包括蒸发槽体2；蒸发槽体2包括上部柱体和下部锥体形槽底；

在蒸发槽体2的顶部布置密封装置4，中间留有孔，该孔用于设置一个或多个引风机7，向外引风，使槽内形成一定的负压，同时搅动处理液，加速水分蒸发；在蒸发槽体2的内部均设置加热装置用于对处理液的加热；

在蒸发槽体2的顶部还设置喷淋装置9，所述喷淋装置9与进液管3连通，在蒸发槽体2的槽底设置出液管5；

在蒸发槽体2内还设置有测温器10和密度计11。

优选地，所述固定架的材质根据蒸发槽的大小，选用钢结构或者混凝土结构。

优选地，所述蒸发槽体2的上部柱体为圆柱体或多棱柱体；下部锥体形槽底为圆锥体或多棱锥体；一段蒸发槽槽底的倾角为15～30°，二段蒸发槽槽底的倾角为 45～50°。

优选地，所述加热装置为可控温加热装置，其控温部分置于槽内处理液中，加热部分为加热带8，呈环形布置在每个蒸发槽靠近内壁一定距离的位置(比如距离蒸发槽内壁5-10cm)。

本发明引风机的大小与蒸发槽的内径相关，通常引风机直径与蒸发槽的内径比值在1：3左右。

本发明在出液管上还设置有控制阀6，控制流量的大小。

本发明还提供了基于上述的用于制备硫酸镁晶体的低温蒸发结晶装置的结晶方法，所述结晶方法包括如下步骤：

1)将处理液泵入一段蒸发槽内，在0～45℃下浓缩至密度达到1.23～1.25g/cm³，获得悬浊液；

2)固液分离步骤1)中所得悬浊液，获得液相；