[发明专利]一种冷冻分离水和氯化镁的工艺及设备

说明书

本发明涉及一种冷冻分离水和氯化镁的工艺及设备，该工艺包括冷冻结晶、沉降分离、离心分离、回收利用以及将母液循环使用五个工序，该工艺通过共晶冷冻结晶工艺，将废水中的水以固相冰的形式结晶析出，提高废水浓度，直到废水中无机盐也结晶析出，将废水以固相冰和无机盐的形式分离开，将氯化镁废水处理完，且该工艺自动化程度高，可连续操作，生产效率高，流程简单，易于实现，自动化程度高，运行成本低，符合可持续发展要求，可广泛应用于实际工业生产过程中。还公开了用于该工艺的设备，包括顺次连接的冷冻换热器、冷冻结晶器、沉降槽、第一离心机和母液罐，该设备行成本低，需要配套设备少，减少了污染物，对环境无污染，节能环保。

技术领域

本发明涉及含盐废水处理方法，更具体地说是指一种冷冻分离水和氯化镁的工艺及设备。

背景技术

镁是极其重要的有色金属材料,能与其他金属结合制备成高强度的合金,被广泛地用于航空、汽车、电子、通讯等领域。金属镁主要用于轻质合金,空间轨道上镁的用量比其它金属都多；镁大量用于国防军工,镁合金是享有盛誉的“国防金属”，如每枚大力神洲际导弹使用镁合金近l吨；镁合金还用于制造各种类型汽车的部件，随着汽车业的发展，镁需求将有新的提高。青海钾肥生产1吨氯化钾约副产8吨～10吨氯化镁，每年未利用的氯化镁达数十万吨，。随着氯化钾生产规模的不断扩大，产生的氯化镁老卤也不断增加，大量的氯化镁老卤直接排放不但造成资源浪费，也给环境带来不利影响。因此以青海盐湖卤水提钾老卤中的镁资源开发镁产品，既可获得经济效益，又可治理氯化镁废水造成的危害与污染。

目前，对于氯化镁老卤这种氯化镁废水的处理方式，一般通过蒸发浓缩结合冷结晶技术处理废水，并获得六水氯化镁，由于蒸发浓缩温度较高，氯化镁腐蚀性较强，设备材质需选择价格昂贵的钛材或以上材质，并且蒸发结合冷却结晶技术运行成本高，操作难度大，适用范围小。

因此，有必要设计一种新的工艺，实现工艺简单、易于实现、可连续操作且投资、运行成本低地处理氯化镁废水，以冷冻分离氯化镁废水内的水和氯化镁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种冷冻分离水和氯化镁的工艺及设备。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种冷冻分离水和氯化镁的工艺，包括如下步骤：

S1、冷冻结晶，将氯化镁废水降温冷冻结晶析出冰和盐，以得到含饱和母液的盐和冰；

S2、沉降分离，将含饱和母液的盐和冰进行沉降分离，以得到含母液的冰和盐；

S3、离心分离，将含母液的冰和盐进行离心分离，以得到母液、离心后的冰以及离心后的盐；

S4、回收利用，将离心后的冰以及离心后的盐回收利用。

其进一步技术方案为：所述步骤S4后还包括将母液回用至所述步骤S1的步骤。

其进一步技术方案为：所述步骤S3中离心后的盐为十二水氯化镁。

其进一步技术方案为：所述步骤S1包括以下步骤：

将氯化镁废水与冷冻后的冷冻液进行换热降温，以得到结晶体；

对结晶体进行育晶和分离，以得到含饱和母液的盐和冰。

其进一步技术方案为：所述步骤S1中所述冷冻结晶过程中，冷冻温度不低于-33.5℃，冷冻液的温度不低于-40℃。

其进一步技术方案为：所述冷冻液为乙二醇。

本发明还提供了一种用于上述冷冻分离水和氯化镁的工艺的设备，包括顺次连接的冷冻换热器、冷冻结晶器、沉降槽、第一离心机和母液罐；所述母液罐与所述第一离心机连接，所述沉降槽与所述母液罐之间连接有第二离心机；所述母液罐与所述冷冻结晶器连接。