專利名稱：從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及回收鎂的方法，具體的，涉及從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法。
背景技術(shù)：
目前，在許多工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，往往產(chǎn)生大量含有鎂的廢液。例如，在濕法冶金過程中 對礦石進行酸浸出會產(chǎn)生大量含有硫酸鎂的溶液。由于硫酸鎂又被稱作"苦水"，是能夠引 起人腹瀉的有毒物質(zhì)，因此國家禁止含有硫酸鎂的廢水直接排放。 傳統(tǒng)的處理方法是將含有硫酸鎂的溶液進行加熱蒸發(fā)，得到硫酸鎂晶體。但這種 處理方法的缺點是成本高，效率低，需要消耗大量的能源，并且所得到的硫酸鎂晶體的純度 低。 例如，中國專利CN101104521公開了一種硫酸鎂廢液的處理方法，其包括量取一 定量的硫酸鎂廢液，在機械攪拌條件下加熱濃縮結(jié)晶，結(jié)晶后干燥，煅燒，獲得的初級氧化 鎂，產(chǎn)生的煙氣回收，作為制硫酸用；把得到的初級氧化鎂加水消化，過濾除雜，獲得氫氧 化鎂乳濁液，把乳濁液移入微壓反應(yīng)釜中并控制壓力，在攪拌條件下通二氧化碳碳化，經(jīng)過 濾，獲得碳酸氫鎂溶液，在加熱和攪拌條件下進行碳酸氫鎂溶液熱解便得到堿式碳酸鎂沉 淀，最后過濾、洗滌、烘干和煅燒，獲得活性氧化鎂。 由于該技術(shù)采用蒸發(fā)-煅燒的工藝路線，因此，大量消耗了能源，對環(huán)境造成了再 次污染，并且由于該工藝采用煅燒等方法，因此對設(shè)備的要求高，進而生產(chǎn)成本高，不適于 大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題之一。 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能夠提高回收效率的從硫酸鎂溶液中回收 鎂的方法。 根據(jù)本發(fā)明實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，包括以下步驟
A)將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合， B)將硫酸鎂溶液與氧化f丐和/或氫氧化f丐和硫酸f丐的混合物混合，以生成硫酸牽丐
沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及 C)分離硫酸^和氫氧化鎂。 根據(jù)本發(fā)明實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，由于在硫酸鎂與氧化鈣和/ 或氫氧化鈣的反應(yīng)體系中存在作為晶種的硫酸鈣，能夠增大反應(yīng)過程中生成的硫酸鈣的粒 度，從而能夠利用硫酸鈣沉淀的粒度與氫氧化鎂粒度的差別，后續(xù)很容易地分離硫酸鈣和 氫氧化鎂沉淀，并可以提高氫氧化鎂沉淀的回收率和純度。因此，本發(fā)明能夠以低成本、低 污染的方式從硫酸鎂溶液中回收鎂，達到資源的重復(fù)利用。 在本發(fā)明的一個實施例中，將硫酸鎂溶液與氧化f丐和/或氫氧化f丐和硫酸f丐的混 合物混合包括將硫酸鎂溶液加入道氧化鈣和/或氫氧化鈣和作為晶種的硫酸鈣的混合物中。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將硫酸鎂溶液加入到氧化鈣和/或氫氧化鈣和作為晶種的 硫酸鈣的混合物中，例如滴入到其中，能夠進一步提高反應(yīng)效率和生成的硫酸鈣沉淀的粒 度，從而更容易分離硫酸鈣和氫氧化鎂。 所述硫酸鎂溶液是含鎂和金屬精礦硫酸浸出的浸出液。由于在含鎂精礦硫酸浸出
中，會產(chǎn)生大量的含硫酸鎂的溶液，因此低成本回收鎂工藝在精礦硫酸浸出的工業(yè)應(yīng)用中
的效果更佳。在本發(fā)明進一步的實施例中，所述硫酸鎂溶液是浸出液經(jīng)過凈化之后得到的
溶液，這樣不但有效地得到了礦石中的金屬成份，而且可以回收作為硫酸浸出的廢液內(nèi)的
鎂。凈化包括去除浸出液中的至少一種金屬，例如鐵、銅、鈷、鎳、鉻，由此，不但能夠回收鐵、
銅、鈷、鎳、鉻中等成份，而且回收了礦石中的鎂，既減少了污染，又循環(huán)利用了資源。 在本發(fā)明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過堿金屬的硫酸鹽與氧化鈣和
/或氫氧化鈣反應(yīng)制備的，這樣所得到的作為晶種的硫酸鈣能夠使硫酸鎂溶液中的硫酸鈣
更容易附著到其上，生成更大顆粒的沉淀，從而更容易與沉淀氫氧化鎂分離。根據(jù)進一步的
實施例中，所述堿金屬的硫酸鹽是硫酸鈉，這樣可以節(jié)省成本。 在本發(fā)明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或 氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鎂、分離硫酸鈣和氫氧化鎂、然后對分離后的硫酸鈣進 行洗滌和干燥后得到的，這樣可以省去堿金屬的硫酸鹽，節(jié)省成本。 在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括對分離出的氫氧化鎂進行洗滌和/或干 燥，這樣可以提高所分離氫氧化鎂的純度，并且便于長期保存。 在本發(fā)明的一個實施例中，進一步包括用分離得到的氫氧化鎂制造鎂制品，例如 可以用于制備肥料，也可以用于制造人造板材，這樣可以對氫氧化鎂進行進一步地利用，提 高回收氫氧化鎂的經(jīng)濟附加值。 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


圖1是本發(fā)明第一實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖；
圖2是本發(fā)明第二實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖；
圖3是本發(fā)明第三實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖；
圖4是本發(fā)明第四實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖。
圖5是本發(fā)明第五實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
需要說明的是，在本發(fā)明中所采用的術(shù)語"氧化鈣和/或氫氧化鈣"是指可以使用 氧化鈣(生石灰)也可以使用氫氧化鈣(熟石灰)，也可以加入二者的混合物。在實際操作 中，可以用水消化生石灰(Ca0)，從而得到石灰乳，主要反應(yīng)為Ca0+H20 = Ca (OH) 2，將石灰乳 作為氧化鈣與氫氧化鈣的混合物來使用。 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法的流程圖。根
4據(jù)圖l所示，首先將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合。接著向所得到的混 合物中加入硫酸鎂溶液，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀，其主要發(fā)生的反應(yīng)是
MgS04+Ca (OH) 2 = CaS04+Mg (OH) 2 ，
最后分離硫酸鈣和氫氧化鎂。 如上所述，硫酸鎂溶液中的硫酸鎂與氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉 淀。然而，硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀的顆粒都非常小，并且粒度差別比較小，更具體而言， 硫酸鈣沉淀為晶體形式，而氫氧化鎂為凝膠狀，氫氧化鎂包覆在硫酸鈣上，因此二者難以分 離。此外，在硫酸鎂與氫氧化鈣進行反應(yīng)時，氫氧化鎂沉淀的形成限制了硫酸鈣粒度的進一 步增大，從而進一步增加了分離難度。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在硫酸鎂與氫氧化鈣進行反應(yīng)的反應(yīng)體系中含有作為晶種 的硫酸鈣，因此，在硫酸鎂與氫氧化鈣進行反應(yīng)的時候，所形成的硫酸鈣沉淀會形成在晶種 上，從而硫酸鈣沉淀的粒度能夠進一步增大，即形成大粒度的硫酸鈣沉淀，由此便于后續(xù)硫 酸鈣與氫氧化鎂沉淀之間的分離。 在本發(fā)明中所使用的作為晶種的硫酸鈣的來源并不受到限制，既可以是從市場上 購買的現(xiàn)成硫酸鈣，也可以是通過單獨的化學(xué)反應(yīng)得到的硫酸鈣，也可以是在本工藝中所 生成的產(chǎn)物硫酸鈣。 另外，在實際操作中，首先將硫酸鎂溶液加入道氧化鈣和/或氫氧化鈣和作為晶 種的硫酸鈣的混合，然后將硫酸鎂溶液加入例如滴入到所述混合物中，這樣能夠進一步提 高反應(yīng)的效率和生成的硫酸鈣沉淀的粒度。 參考圖2，在本發(fā)明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是使用堿金屬的硫酸鹽與 氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)所生成的硫酸鈣沉淀在進行分離后所得到的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用 該方法獲得的硫酸鈣作為晶種能夠明顯增大生成的硫酸鈣沉淀的粒度。另外，在進一步的 實施例中，所使用的堿金屬的硫酸鹽是硫酸鈉，由于硫酸鈉的成本低，并且所生成的氫氧化 鈉可溶并且可以重復(fù)利用，因此在能夠便于分離氫氧化鈉和硫酸鈣的同時，還降低了成本。
參考圖4，在本發(fā)明的一個實施例中，作為晶種的硫酸鈣是通過硫酸鎂溶液與氧化 鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鎂、分離硫酸鈣和氫氧化鎂、然后對分離后的 硫酸鈣進行分級洗滌后得到的，這樣不需要額外單獨的制備硫酸鈣晶種并且節(jié)省了堿金屬 的硫酸鹽，因此進一步節(jié)省了生產(chǎn)產(chǎn)本。例如，可以先向部分硫酸鎂溶液中加入一定量的氧 化鈣和/或氫氧化鈣，得到硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，然后從該反應(yīng)體系中分離出硫酸鈣和 氫氧化鎂，并對得到的硫酸鈣沉淀進行洗滌得到作為晶種的硫酸鈣。 此外，如上所述，在工藝過程之初，也可以先向硫酸鎂溶液中加入從市場夠得的硫
酸鈣作為晶種，然后通過反應(yīng)、分離得到的硫酸鈣就可以作為以后使用的晶種。 在本發(fā)明的實施例中，將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，既可
以使用氧化鈣(生石灰)，也可以使用氫氧化鈣(熟石灰)，也可以使用二者的混合物。具
體的，可以用水消化生石灰(Ca0)，從而得到石灰乳，主要反應(yīng)為Ca0+H20 = Ca(0H)2。更具
體而言，生石灰加少量水使其發(fā)熱、水化、呈膏狀，當(dāng)放熱反應(yīng)基本結(jié)束后，加水稀釋調(diào)漿，
在時間允許的情況下可延長消化時間。當(dāng)用工業(yè)石灰時，除延長消化時間外，還需要過篩，
以除去未反應(yīng)的殘渣。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的
硫酸鈣混合，既即可以將石灰乳加入到作為晶種的硫酸鈣硫酸鎂溶液中，也可以將作為晶種的硫酸鈣硫酸鎂溶液加入到石灰乳中。在本發(fā)明的一個實施例中，是將石灰乳加入到作 為晶種的硫酸鈣硫酸鎂溶液中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)采用這種方法能夠提高在后續(xù)硫酸鎂與氫氧化 鈣反應(yīng)的效率，進一步方便后續(xù)分離氫氧化鎂和硫酸鈣。 將石灰乳與硫酸鎂溶液混合，并且進行攪拌，從而硫酸鎂和石灰乳發(fā)生反應(yīng)，生成 了沉淀物硫酸鈣和氫氧化鎂，主要反應(yīng)為MgS04+Ca(0H)2 = Mg(0H)2 I +CaS04 I。
由于硫酸鈣的粒度比氫氧化鎂的粒度要大，而且由于加入了硫酸鈣晶種，與不加 晶種相比，硫酸鈣的粒度相對于氫氧化鎂的粒度能夠進一步增大。因此可以根據(jù)兩種沉淀 物的顆粒大小不同，容易地對硫酸鈣和氫氧化鎂進行分離。 另外，在本發(fā)明的一個實施例中，為了獲得純度較高的氫氧化鎂，并長期保存，對 分離出的氫氧化鎂進行洗滌和/或干燥。洗滌液可以采用去離子水，這樣可以防止氫氧化 鎂懸液發(fā)生絮凝。 參考圖5，在本發(fā)明的一個實施例中，分離獲得的氫氧化鎂可以用于制備鎂制品。 例如，在本發(fā)明的一個具體實施例中，分離獲得的氫氧化鎂由于其含有高含量的鎂，因此可 以用于作為農(nóng)作物的鎂肥，也可以用于制作人造板材。 參考圖4，在本發(fā)明的一個實施例中，如前所述，分離所獲得的硫酸鈣在經(jīng)過洗滌 除去表面的雜質(zhì)(如氫氧化鎂)后，可以作為晶種返回到反應(yīng)體系中。另外，所得到的硫酸 牽丐還可以用于制備硫酸和水泥。 在本發(fā)明中硫酸鎂溶液的來源不受到任何限制，只要其溶液中含有硫酸鎂即可。
參考圖3，在本發(fā)明的一個實施例中，硫酸鎂溶液是含鎂和金屬精礦硫酸浸出的浸出液。目
前使用硫酸對礦石進行酸浸出是目前發(fā)展很快，應(yīng)用很廣的濕法冶煉技術(shù)，但是所產(chǎn)生的
硫酸鹽廢液也成為對環(huán)境造成惡劣影響的因素。傳統(tǒng)上，含有硫酸鎂的溶液作為廢液，不但
未處理，而且其中的鎂作為廢液丟棄。考慮到采礦業(yè)每天可以產(chǎn)生數(shù)噸甚至數(shù)十噸的廢液，
因此使用本發(fā)明的處理工藝可以取得非常好的經(jīng)濟效益，大大降低了生產(chǎn)成本。 在本發(fā)明的進一步實施例中，所使用的硫酸鎂溶液是硫酸浸出液經(jīng)過凈化之后得
到的溶液，即先回收(去除)浸出液內(nèi)的其他成分，然后再回收廢液內(nèi)的以硫酸鎂形式存在
的鎂。例如，"凈化"可以是除去硫酸浸出液中的至少一種金屬，例如鐵、銅、鈷、鎳和鉻，但本
發(fā)明并不限于去除上述成分。 在本發(fā)明的一個實施例中，所使用的硫酸溶液是對高鎂低品位鎳礦(紅土礦、硫 化鎳精礦)的硫酸浸出液經(jīng)除鐵、回收銅、鎳、鈷過程之后得到的溶液。具體而言，凈化的方 法是用石灰乳將溶液的ra值調(diào)至7. 5-8在60-8(TC下，通入壓縮空氣，將少量殘留的F^+氧 化、水解沉淀。進一步調(diào)整ra值至9. 2，在該ra值下，重金屬離子等均可降至10-5mM。過 濾后得到含少量鈣的MgS04溶液，含Mg 10-20g/L。 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
一種從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，包括以下步驟A)將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，B)將硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣和硫酸鈣的混合物混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及C)分離硫酸鈣和氫氧化鎂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，將硫酸鎂溶液 與氧化鈣和/或氫氧化鈣和硫酸鈣的混合物混合包括將硫酸鎂溶液加入道氧化鈣和/或氫 氧化鈣和作為晶種的硫酸鈣的混合物中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，所述硫酸鎂溶 液是含鎂和金屬精礦硫酸浸出的浸出液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，所述硫酸鎂溶 液是所述浸出液經(jīng)過凈化之后得到的溶液。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，所述凈化包括 去除浸出液中的至少一種金屬。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，作為晶種的硫 酸鈣是通過堿金屬的硫酸鹽與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)制備的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，所述堿金屬的 硫酸鹽是硫酸鈉。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，作為晶種的硫 酸鈣是通過硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣反應(yīng)得到硫酸鈣和氫氧化鎂、分離硫酸鈣 和氫氧化鎂、然后對分離后的硫酸鈣進行洗滌和干燥后得到的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，其特征在于，進一步包括對 分離出的氫氧化鎂進行洗滌和干燥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鎂礦石的浸出方法，其特征在于，進一步包括用分離得到 的氫氧化鎂制造鎂制品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從硫酸鎂溶液中回收鎂的方法，包括以下步驟包括以下步驟A)將氧化鈣和/或氫氧化鈣與作為晶種的硫酸鈣混合，B)將硫酸鎂溶液與氧化鈣和/或氫氧化鈣和硫酸鈣的混合物混合，以生成硫酸鈣沉淀和氫氧化鎂沉淀；以及C)分離硫酸鈣和氫氧化鎂。采用上述的方法從硫酸鎂溶液中回收氫氧化鎂，本發(fā)明能夠以低成本、低污染的方式從硫酸鎂溶液中回收鎂，達到資源的重復(fù)利用。
文檔編號C01F5/22GK101723431SQ20081022369
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者劉金山, 王魁珽, 顧凌霄 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司