[发明专利]一种含镁原料的资源化处理方法

说明书

本发明涉及一种含镁原料的资源化处理方法，其包括步骤：S1:将含有硫酸盐、镁助溶剂的镁反应液与含镁原料混合反应，控制反应体系pH值小于9.0，反应结束后,固液分离得到含镁溶液A1与含钙渣B1；S2:将含镁溶液A1与沉淀剂反应，控制反应体系pH值5.5‑12.0，反应结束后，固液分离，得到沉镁溶液A2和含镁沉淀B2；S3:将含有钙溶剂、钙助溶剂及硫酸盐的钙反应液与所述含钙渣B1混合反应，控制反应体系pH值5.5‑12.0，反应结束后，固液分离，得到含钙溶液A3与尾渣B3；S4:调节含钙溶液A3的pH值4.0‑9.5，使含钙溶液A3中析出硫酸钙，固液分离，得到沉钙溶液A4和含有硫酸钙的含钙沉淀B4。本发明在不消耗额外原料的条件下，将低品位含镁原料中的镁、钙与杂质分离，获得相应的钙、镁产品，降低镁资源化回收成本，减小环境污染。

技术领域

本发明涉及一种镁提取技术，尤其是将含镁量较低的矿石、冶炼废渣中的镁元素实现资源化回收的工艺方法。

背景技术

随着社会对环境保护和可持续发展的要求日益提高，人们对资源回收再生利用的重视程度逐步增加。通过对资源的再生处理能够减少三废的排放，实现绿色环保可持续的经济发展模式。可再生处理就是利用物理、化学和生物的方法进行处理，使能源类的废品净化、减少污染，同时回收、再生处理，实现资源的循环利用。

镁主要来源于菱镁矿、白云石矿产，经过分离、提纯、冶炼等工序，得到碱式碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、金属镁等产品，这些镁产品广泛应用于冶金、化工等领域。目前镁主要来自于矿产资源，随着矿产资源逐渐被开发，高品质的含镁矿石会逐渐减少，因此需要拓宽镁的来源，不能局限于现有的矿产资源。白云石、菱镁矿中得的镁含量较高，便于镁的提取，目前的镁提取工艺多以白云石、菱镁矿为原料提取镁，现有工艺对含镁量较低的矿石则无法回收其中的镁元素。

钙、镁在元素周期中同属IIA族碱土金属，化学性质相似，在各种矿物中经常相互伴生，且镁含量较低的矿石很多，镁含量较高的菱镁矿、白云石矿较少。镁与钙的化学性质相似，而且大部分矿石中钙的含量较高，镁的含量较低，因此从含镁较低的矿石中提取镁，并实现钙镁的相互分离一直是一个难以攻克的课题。目前的钙镁分离方法包括酸溶法、卤水法、分步煅烧法等，其中卤水法、分步煅烧法适用于镁含量较高的白云石，对镁含量较低的含镁矿石则无法使用。

酸溶法是用硫酸，将钙镁转化为硫酸盐，利用硫酸钙微溶于水的性质实现钙镁分离，硫酸镁再与氨水反应得到氢氧化镁，提镁后的溶液成分为硫酸铵，经过蒸发结晶获得硫酸铵副产品。硫酸钙在水中的溶解度约为2g/L，通过酸溶法可以实现钙镁的分离，但限于硫酸钙在水溶液中仍具有一定的溶解度，所获得的氢氧化镁产品中依旧含有少量的钙，一般来说通过酸溶法得到氢氧化镁中钙含量约为1％左右，而氧化镁、碱式碳酸镁产品标准中对钙的含量要求较苛刻，一般来说氧化钙含量不得高于0.7％，因此酸溶法可以实现钙镁分离，但是所获得氢氧化镁不符合产品标准要求，不能直接作为产品输出，还需二次加工。酸溶法在处理过程中，会消耗大量的硫酸，硫酸不仅仅与镁反应，也会与钙反应，钙转化为沉淀石膏(CaSO₄)，沉淀石膏颗粒细小，夹带液严重，所得石膏几乎没有用处。硫酸镁还需消耗氨水，将硫酸镁转化为氢氧化镁与硫酸铵，在此过程中，为了获得氢氧化镁产品，消耗了大量的硫酸、氨水等工业原料，只得到了附产价值很低的石膏与硫酸铵。因此对镁含量较低的低品位含镁原料，如此过高的原料成本、工艺成本限制了酸溶法的工业化应用。