用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法pdf
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一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,在含有大量的Ca2+、Mg2+、Al3+的氯化物溶液中,允许存在常(少)量的Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Cr3+及碱金属离子,搅拌下加入硫酸镁,可实现Ca2+与其他元素的有效分离,且不引入其他杂质,影响其他元素的分离。以Ca计,直收率可达到90以上,总收率可达到98以上,石膏产品的质量好,主含量可达到99以上。。
一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,在含有大量的Ca2+、Mg2+、Al3+的氯化物溶液中,允许存在常(少)量的Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Cr3+及碱金属离子,搅拌下加入硫酸镁,可实现Ca2+与其他元素的有效分离,且不引入其他杂质,影响其他元素的分离。以Ca计,直收率可达到90%以上,总收率可达到98%以上,石膏产品的质量好,主含量可达到99%以上。
1.一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是包括多段酸浸取工序和分
1-2、一段酸浸取及浸取渣洗涤:将高炉渣粉按1:13-18的固液比加入浓度大于35%
的浓盐酸中,常压下搅拌,严格控制温度在73℃以下,待料液呈透明质感,由稠变稀后,
保持温度及搅拌0.5小时以上,即反应合格;过滤,得一段酸分解液,用于二段酸分解;
1-3、二段酸浸取及浸取渣洗涤:将一段酸分解滤液补充氯化氢至盐酸浓度大于35%,
按1:13-18的固液比加入高炉渣粉,常压下搅拌,严格控制温度在80℃以下,待料液呈
透明质感,由稠变稀后,保持温度及搅拌0.5小时以上即反应合格,过滤得二段酸分解液,
1-4、末段酸浸取及浸取渣洗涤:将二段酸分解滤液补充氯化氢至盐酸浓度大于35%,
按1:13-18的固液比加入高炉渣粉,常压下搅拌,严格控制温度在85℃以下,待料液呈
透明质感,由稠变稀后,保持温度及搅拌0.5小时,即酸浸取反应合格,通入氯气,控制
温度40-90℃,至亚铁含量低于10mg/l,过滤得酸浸取完成滤液和滤渣,酸浸取完成滤
液用于钙及镁、铝、钛、铁、钒、铬、锰分离回收;滤渣洗净、干燥、粉碎即为白炭黑。
2-1、pH调整:将浸取完成滤液加入反应釜中,搅拌下用MgO或盐酸将溶液的pH调
2-2、沉淀Ca2+:按Ca及SO4的化学计量的96-98%加入固体硫酸镁,产生石膏沉淀,
加完后,检查溶液的pH值,用MgO或盐酸调整,将溶液的pH值控制在2-2.8之间;
2-4、过滤洗涤:趁热将物料离心,用自来水洗涤滤饼至洗液中Cl-浓度小于1g/l,
作为一种改进,本发明在多段酸浸取工序和分离回收Ca的工序之间,还包括萃取
配制萃取剂:乙酸异戊脂:甲苯:二甲苯=2:0.8~1.2:0.8~1.2
反萃:有机相可不经洗涤,直接以1~3%的稀盐酸,以O/A=10:0.8~1.2的相比,经4
级反萃,得含Fe约为25g/l的反萃液,去Fe、V回收,反萃后的有机相可直接返回萃取。
2.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在萃取
Fe+++、V+5的工序和分离回收Ca的工序之间,还包括萃取Ti+4的工序:
萃取:以O/A=1:0.8~1.2的相比,经5级萃取,萃Ti余液中Ti﹤10mg/l,去萃取过
反萃:有机相可不经洗涤,直接以9-12%的稀盐酸,以O/A=10:0.8~1.2的相比,
3.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在萃取
反萃:有机相可不经洗涤,直接以白炭黑洗涤水反萃,反萃液返回白炭黑洗涤;反
4.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在分离
氧化步骤:在环境温度(例如低于35℃,如25℃)下或在升温的情况下(例如升温至
上分离Ca的步骤中获得的完成滤液(501)中通入氯气,一直到Cr3+浓度低于7mg/l(优选低
于5mg/l)为止,氧化反应结束后进行过滤,获得滤液(601)和滤渣(602);滤渣(602)为
Cr、V、Fe渣,可用于回收Cr、V和Fe;滤液(601)用于萃取残余的Cr、V;
浓度为5~30wt%(优选12~21wt%、优选15~18wt%)的盐酸进行洗涤,再用水洗至中
氢氧化钠溶液进行洗涤,再用水洗涤至中性pH,获得萃取剂,用于以下步骤b)萃取;
以上步骤b)中获得的萃取剂对于上述滤液(601)进行2级或3级萃取,获得作为有机相
c)洗涤、反萃、预处理:萃后有机相(603)用稀盐酸(例如pH约1-2.5,优选1.5~
1)的相比,经1-3级(如2级)稀酸洗涤,获得洗涤后的有机相(605)和酸液(606)。酸液
选1.5~3.5:1,更优选2~3:1的相比,对有机相(605)进行2级或3级水洗,获得洗
例如3),它可用于配制pH约1-2.5(优选1.5~2.0)的稀盐酸(例如通过添加浓盐酸来提
的氢氧化钠溶液,以O/A=20~30:1的相比,对有机相(607)进行1级或2级反萃,获
相比,对有机相(609)进行2级或3级水洗预平衡,获得洗涤后的有机相(611)和水相
(612);水相(612)的pH约为7.5-10、优选8~9,可用于配制反萃氢氧化钠溶液(例如通
过添加氢氧化钠来提高水相(612)的氢氧化钠浓度);有机相(611)返回以上b)萃取步骤
5.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在氧化
回收Cr、V、Fe的工序之后,还包括分离回收Al的工序:在萃Cr、V余液中加入MgO
当观察到料液从粘稠变得稀薄时,过滤获得滤渣或滤饼和滤液;滤液用于回收Mg;滤渣
6.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在回收
Al的工序之后,还包括回收Mg的工序:将脱Al后的氯化镁溶液,蒸发浓缩至比重为优
选1.42-1.49(优选1.44-1.47),冷却,结晶,趁热离心处理,获得六水氯化镁和母液;
母液用于回收锰;将六水氯化镁结晶进行热分解反应(例如送入热分解炉中)(如在590-
650℃,优选595-630℃,例如600℃的温度下),获得HCl气体和粉状固体物;产生
7.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是在回收
Mg的工序之后,还包括回收Mn的工序:搅拌下,在氯化镁离心母液中,按化学计量,通
入氯气,同时加入MgO,控制整个通气过程pH>5(优选5-7,更优选5.5或6),(优选的是,
在通氯气的过程中越接近终点越要缓慢通气),当Mn2+的浓度小于30mg/l(优选小于
25mg/l,更优选小于20mg/l)时,停止通气和搅拌,趁热过滤获得MnO2滤渣和母液。母
8.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是它还包
括,在二段酸浸取步骤之后、但在末段酸浸取和氯气氧化步骤之前的三段酸浸取:
在获得的二段酸浸取滤液中补充氯化氢至盐酸浓度为33-45wt%、优选34-44wt%、更
优选35-43wt%,然后按1:12~35、优选1:13~30的固/液比,在A2中添加第三部
分的含钛高炉渣粉,在升高的温度下(优选控制温度至70-84℃,更优选72-83℃,更优
选73-81℃)进行搅拌和反应,当观察到料液呈现透明质感时或观察到料液从粘稠变稀薄
时,在保持温度的情况下继续搅拌一段时间,将料液进行过滤,获得三段酸浸取液和滤
9.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是它还包
括,在三段酸浸取步骤之后、但在末段酸浸取和氯气氧化步骤之前的四段酸浸取:
在以上步骤获得的三段酸浸取滤液中补充氯化氢至盐酸浓度为33-45wt%、优选
加第四部分的含钛高炉渣粉,在升高的温度下(优选控制温度至75-85℃,更优选
80.5-85℃)进行搅拌和反应,当观察到料液呈现透明质感时或观察到料液从粘稠变稀薄
时,在保持温度的情况下继续搅拌一段时间,将料液进行过滤,获得四段酸浸取液和滤
10.根据权利要求1所述的用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,其特征是它还
包括,在四段酸浸取步骤之后、但在末段酸浸取和氯气氧化步骤之前的五段酸浸取:
在以上步骤获得的四段酸浸取滤液中补充氯化氢至盐酸浓度为33-45wt%、优选
加第五部分的含钛高炉渣粉,在升高的温度下(优选控制温度至75-85℃,更优选
80.5-85℃)进行搅拌和反应,当观察到料液呈现透明质感时或观察到料液从粘稠变稀薄
时,在保持温度的情况下继续搅拌一段时间,将料液进行过滤,获得五段酸浸取液和滤
本发明属于属于无机化工分离领域,具体来说,涉及一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法。
高炉渣化学成分复杂,主要含有二氧化钛22~25%,二氧化硅22~26%,三氧化二铝16~19%,三氧化二铁0.22~0.44%,氧化钙22~29%和氧化镁7~9%。影响高钛型高炉渣中钛资源不能被有效综合利用的主要原因有两个:一是渣中的钛分散在钙钛矿、富钛透辉石、攀钛透辉石、尖晶石和碳氮化钛等多种含钛矿物相中,嵌布关系复杂,其中50%的钛集中在钙钛矿中;二是分散在高炉渣中的含钛矿物的物相晶粒非常细小,平均只有10微米左右,采用常规选矿技术分离回收钛非常困难。
从技术、经济、环保、市场等多方面对上述8种典型提钛技术进行综合评价后认为,所列四种提钛技术可能具有产业化前景,但是其优点和缺点都是显而易见。化学法浸出法无一例外会产生新的大量含酸的液废和固废;高炉渣改性或选矿亦然;氯化法的工程装备、废渣后处理问题目前也尚无突破;火法冶金的方法避免了上述新的环境危害,但合金的利用量问题还需要深入研究。
为解决背景技术中的问题,本发明提供了一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法。
本发明的技术方案是:一种用硫酸镁从氯化物体系中分离钙的方法,包括多段酸浸取工序和分离回收Ca的工序:
1-2、一段酸浸取及浸取渣洗涤:将高炉渣粉按1:13-18的固液比加入浓度大于35%的浓盐酸中,常压下搅拌,严格控制温度在73℃以下,待料液呈透明质感,由稠变稀后,保持温度及搅拌0.5小时以上,即反应合格;过滤,得一段酸分解液,用于二段酸分解;滤渣洗净、干燥、粉碎即为白炭黑;
1-3、二段酸浸取及浸取渣洗涤:将一段酸分解滤液补充氯化氢至盐酸浓度大于35%,按1:13-18的固液比加入高炉渣粉,常压下搅拌,严格控制温度在80℃以下,待料液呈透明质感,由稠变稀后,保持温度及搅拌0.5小时以上即反应合格,过滤得二段酸分解液,用于三段酸分解;滤渣洗净、干燥、粉碎即为白炭黑;
1-4、三段酸浸取及浸取渣洗涤:将二段酸分解滤液补充氯化氢至盐酸浓度大于35%,按1:13-18的固液比加入高炉渣粉,常压下搅拌,严格控制温度在85℃以下,待料液呈透明质感,由稠变稀后,保持温度及搅拌0.5小时,即酸浸取反应合格,通入氯气,控制温度40-90℃,至亚铁含量低于10mg/l,过滤得酸浸取完成滤液和滤渣,酸浸取完成滤液用于钙及镁、铝、钛、铁、钒、铬、锰分离回收;滤渣洗净、干燥、粉碎即为白炭黑。
2-1、pH调整:将浸取完成滤液加入反应釜中,搅拌下用MgO或盐酸将溶液的pH调整到2-2.8之间;
2-2、沉淀Ca2+:按Ca及SO4的化学计量的96-98%加入固体硫酸镁,产生石膏沉淀,加完后,检查溶液的pH值,用MgO或盐酸调整,将溶液的pH值控制在2-2.8之间;
2-4、过滤洗涤:趁热将物料离心,用自来水洗涤滤饼至洗液中Cl-浓度小于1g/l,甩干,即为高品质石膏产品。
作为一种改进,本发明在多段酸浸取工序和分离回收Ca的工序之间,还包括萃取Fe+++、V+5的工序:
配制萃取剂:乙酸异戊脂:甲苯:二甲苯=2:0.8~1.2:0.8~1.2
反萃:有机相可不经洗涤,直接以1~3%的稀盐酸,以O/A=10:0.8~1.2的相比,经4级反萃,得含Fe约为25g/l的反萃液,去Fe、V回收,反萃后的有机相可直接返回萃取;
作为一种改进,本发明在萃取Fe+++、V+5的工序和分离回收Ca的工序之间,还包括萃取Ti+4的工序:
萃取:以O/A=1:0.8~1.2的相比,经5级萃取,萃Ti余液中Ti﹤10mg/l,去萃取过量的盐酸;
反萃:有机相可不经洗涤,直接以9-12%的稀盐酸,以O/A=10:0.8~1.2的相比,经4级反萃,得含Ti>120g/l、含Fe﹤15mg/l、含V﹤20mg/l的反萃液,去水解,反萃后的有机相可直接返回萃取;
作为一种改进,本发明在萃取Ti+4的工序和分离回收Ca的工序之间,还包括萃取过量的盐酸的工序:
萃取:萃Ti余液中Cl-约490~510g/l,以O/A=1:0.8~1.2的相比,经5级萃取,萃酸余液中盐酸浓度小于2.5mol,去分离回收Ca。
反萃:有机相可不经洗涤,直接以白炭黑洗涤水反萃,反萃液返回白炭黑洗涤;反萃后的有机相可直接返回萃取。
作为一种改进,本发明在分离回收Ca的工序之后,还包括氧化回收Cr、V、Fe的工序:
氧化步骤:在环境温度(例如低于35℃,如25℃)下或在升温的情况下(例如升温至35-75℃,优选38-70℃,更优选40-60℃,如36℃、40℃、45℃、50℃或55℃),在以上分离Ca的步骤中获得的完成滤液(501)中通入氯气,一直到Cr3+浓度低于7mg/l(优选低于5mg/l)为止,氧化反应结束后进行过滤,获得滤液(601)和滤渣(602);滤渣(602)为Cr、V、Fe渣,可用于回收Cr、V和Fe;滤液(601)用于萃取残余的Cr、V;
a)配制萃取剂:将TOA(三辛胺)配成浓度0.01~0.10mol/L(优选0.015~0.08mol/L、更优选0.02~0.05mol/L、更优选0.02~0.04mol/L)的甲苯溶液,然后用浓度为5~30wt%(优选12~21wt%、优选15~18wt%)的盐酸进行洗涤,再用水洗至中性pH(例如=6.9-7.1),然后,用稀的(例如0.5-10wt%浓度,1~5wt%,优选2~3wt%)氢氧化钠溶液进行洗涤,再用水洗涤至中性pH,获得萃取剂,用于以下步骤b)萃取。
c)洗涤、反萃、预处理:萃后有机相(603)用稀盐酸(例如pH约1-2.5,优选1.5~2.0)(例如浓度3-25wt%,优选5-20wt%,优选6-15wt%),以O/A=2~5:1(优选3~4:1)的相比,经1-3级(如2级)稀酸洗涤,获得洗涤后的有机相(605)和酸液(606)。酸液(606)中Cl含量≥4g/l(优选≥5g/l,更优选≥6g/l)。再用纯水,以O/A=1~4:1,优选1.5~3.5:1,更优选2~3:1的相比,对有机相(605)进行2级或3级水洗,获得洗涤后的有机相(607)和洗涤后的水相(608)。水相(608)的pH约为2-3.5(优选2.5-3.2,例如3),它可用于配制pH约1-2.5(优选1.5~2.0)的稀盐酸(例如通过添加浓盐酸来提高水相(608)的HCl浓度或降低pH值)。再用1.0-6wt%(优选1.7-5wt%,更优选2-4wt%)的氢氧化钠溶液,以O/A=20~30:1的相比,对有机相(607)进行1级或2级反萃,获得反萃后的有机相(609)和反萃后的反萃Cr液(610)。反萃Cr液(610)中Cr含量>2g/l、V含量>1g/l。再用纯水,以O/A=1~4:1,优选1.5~3.5:1、更优选2~3:1的相比,对有机相(609)进行2级或3级水洗预平衡,获得洗涤后的有机相(611)和水相(612);水相(612)的pH约为7.5-10、优选8~9,可用于配制反萃氢氧化钠溶液(例如通过添加氢氧化钠来提高水相(612)的氢氧化钠浓度);有机相(611)返回以上b)萃取步骤中作为萃取剂或萃取剂的一部分。
作为一种改进,本发明在氧化回收Cr、V、Fe的工序之后,还包括分离回收Al的工序:
在萃Cr、V余液中加入MgO进行沉淀反应(即,发生MgO+Al(OH)3++H2O→AlO(OH)·nH2O↓+Mg2+反应),控制终点pH为3.8-4.5(优选4.0-4.3),保温陈化(例如1小时-8小时,优选2-6小时,如3小时),当观察到料液从粘稠变得稀薄时,过滤获得滤渣或滤饼和滤液;滤液用于回收Mg;滤渣或滤饼用水洗净、干燥、粉碎,即为氢氧化铝产品。
将脱Al后的氯化镁溶液,蒸发浓缩至比重为优选1.42-1.49(优选1.44-1.47),冷却,结晶,趁热离心处理,获得六水氯化镁和母液;母液用于回收锰;将六水氯化镁结晶进行热分解反应(例如送入热分解炉中)(如在590-650℃,优选595-630℃,例如600℃的温度下),获得HCl气体和粉状固体物;产生的HCl气体返回浓酸浸取工序;粉状固体物即为轻质氧化镁成品。
搅拌下,在氯化镁离心母液中,按化学计量,通入氯气,同时加入MgO,控制整个通气过程pH>5(优选5-7,更优选5.5或6),(优选的是,在通氯气的过程中越接近终点越要缓慢通气),当Mn2+的浓度小于30mg/l(优选小于25mg/l,更优选小于20mg/l)时,停止通气和搅拌,趁热过滤获得MnO2滤渣和母液。母液返回以上氯化镁蒸发步骤中,被混入氯化镁溶液中进行蒸发。
本发明由于采用了上述技术方案,无工艺废渣、废水排放,将含钛高炉渣“吃干榨净”,堪称绿色环保工艺;辅助原材料消耗量少、品种少,处理一顿废渣,消耗仅为250元;由于硅、钛、钙、镁、铝、锰、铁、铬、各个元素相互之间分离效果好,除白炭黑颜色稍差外,所有产品的产品质量好,例如:石膏产品,主含量可达到99%以上(甚至99.6%以上),颜色洁白,质量优于一般的天然石膏,销售价格是普通石膏的10倍以上;氧化镁产品,主含量可达到95%以上,质量远优于市场常见的75、80、85氧化镁,稍作加工,主含量可升至99%,作为高纯氧化镁使用;氢氧化铝产品:主含量可达到99%以上,特别是碱金属杂质含量低于0.005%,特别适用于对碱金属有要求的场合;偏钛酸(钛白粉)产品:主含量可达到99%以上,特别是铁、钒、铬等杂质含量低于0.005%,具备制成高端钛白粉的基础;据本人已完成的“年处理10万吨含钛高炉渣高效综合利用示范性工业装置初步设计”估算,总投资7亿元人民币,年产钛白粉2.5万吨,白炭黑2.5万吨,氢氧化铝2.5万吨,氧化镁1万吨,石膏粉7.5万吨,年产值7亿元,年总税金0.55亿元,年纯利润(所得税前)3.3亿元。也就是说,一吨废渣,经过处理后,价值提升到7000元,经济效益巨大。渣中主要的钛、硅、钙、镁、铝等元素的产品均为大宗无机化学品,皆有巨大的市场容量,例如:我国钛白粉的市场容量约为180万吨/年;白炭黑的市场容量约为280万吨/年;全球氢氧化铝的市场容量在1.5亿吨以上;我国氧化镁年产量在1200万吨左右;2005年我国石膏粉用量约为1.2亿吨。这就为采用本发明技术大规模高效综合利用含钛高炉渣制得的产品,有实现销售的可能,真正做到技术、环保、市场、经济效益的完美统一,在回收资源的同时,实现废物的循环利用,即一个工艺的废物作为下一个工艺的原料,减少废物排放,显著降低成本和提高回收效率。
有机相可不经洗涤,直接以1~3%的稀盐酸,以O/A=10:1的相比,经4级反萃,得反萃液Fe:25.3g/l、V:4.23g/l,去Fe、V回收,反萃后的有机相可直接返回萃取
有机相可不经洗涤,直接以10%的稀盐酸,以O/A=10:1的相比,经4级反萃,得反萃液Ti:182g/l、Fe﹤15mg/l、V﹤20mg/l,去水解,反萃后的有机相可直接返回萃取。
有机相可不经洗涤,直接以白炭黑洗涤水,以O/A=5:1的相比,经3级反萃,得反萃浓酸液Cl约64g/l,再用纯水,以O/A=2~3:1的相比,经1级反萃,得反萃稀酸液Cl约6g/l,反萃后的有机相可直接返回萃取。
取萃酸余液300ml(Ca:41.21g/l,SO4:3.52g/l),用MgO调整PH为1.5~2.0,按化学计量的97%加入七水硫酸镁64.7g,升温至85℃以上,用氧化镁调整PH在1.5~2.0之间,保温搅拌30min,抽滤,滤液回收Cr、V、Fe,滤渣即为石膏产品,80℃下干燥,重51.8g,石膏纯度大于99.6%。
取分离Ca后液300ml,通入氯气,升温有利于氧化反应,料液由蓝绿逐渐变成淡黄、桔黄、桔红、砖红,桔红时料液开始浑浊,氧化结束时悬浮大量砖红色沉淀,过滤,滤渣为V、Cr、Fe渣,干燥后重1.4g;滤液为淡黄色,Cr:55mg/l、V:45mg/l、Fe:5mg/l,去萃取Cr、V。
将TOA(三辛胺)配成0.02~0.03mol的甲苯溶液。配好后,用浓度为15%的盐酸洗涤,再用水洗至中性,然后,用1%的氢氧化钠溶液洗涤,再用水洗至中性,备用。
萃后有机相用PH约1.5~2.0的稀盐酸,以O/A=3~4:1的相比,经2级稀酸洗,得洗后酸液Cl:5.3g/l;再用纯水,以O/A=2~3:1的相比,经2级水洗,得洗后水PH约为3,用于配制PH约1.5~2.0的稀盐酸;再用3%的氢氧化钠溶液,以O/A=20~30:1的相比,经1级反萃,得反萃Cr液Cr:1.73g/l、V:1.43g/l;再用纯水,以O/A=2~3:1的相比,经2级水洗预平衡,得洗后水PH约为8~9,可用于配制反萃氢氧化钠溶液,有机相可直接返回萃取。
取萃Cr余液300ml(Al:21.99g/l),开动搅拌,加入MgO,注意观察MgO颗粒应尽量反应完,才加入新的MgO,当PH>3时,开始出现沉淀,且液面有大量泡沫,当PH=4时,沉淀接近完成,须小心加入MgO,控制终点PH为4.3,保温陈化2小时以上,当料液由粘稠变得稀薄后,过滤,滤液去回收Mg,滤饼投入洗涤槽中,用一次洗涤水完全分散,再过滤,滤液即为二次洗涤水,滤饼用新鲜水洗至Cl-<g/l,即为一次洗涤水,滤饼干燥即为氢氧化铝,重19.2g,收率为98.70%。
将脱Al液蒸发浓缩至比重为1.47,冷却,结晶,抽滤,母液检查Ca浓度,超过10g/l,返回脱Ca,否则,去分离回收锰。
将MgCl2结晶通过预热,送入热分解炉里,在600C°下,进行热分解反应,固体产物经冷却,即为氧化镁。分解产生的HCl气体,返回浓盐酸浸取反应及白炭黑洗涤。
搅拌下,在分离氯化镁结晶后的母液中,按化学计量,通入氯气,同时加入MgO,控制整个通气过程PH>5,越接近终点越要缓慢通气,当Mn+2的浓度小于20mg/l时,停止通气、搅拌,趁热滤出MnO2;滤液返回氯化镁蒸发。
有机相可不经洗涤,直接以1~3%的稀盐酸,以O/A=10:1的相比,经4级反萃,得反萃液Fe:25.3g/l、V:4.23g/l,去Fe、V回收,反萃后的有机相可直接返回萃取
有机相可不经洗涤,直接以10%的稀盐酸,以O/A=10:1的相比,经4级反萃,得反萃液Ti:182g/l、Fe﹤15mg/l、V﹤20mg/l,去水解,反萃后的有机相可直接返回萃取。
用氢氧化镁或氧化镁中和以上4.2)步骤中的萃Ti余液至pH约6.9-7.1,获得中和后的萃Ti余液(Ca:40.11g/l),它用于后续的分离回收Ca的步骤。
取以上步骤5)的中和后的萃Ti余液300ml(Ca:40.11g/l),按化学计量的97%加入七水硫酸镁63.5g,升温至85℃以上,保温搅拌30min,抽滤,所得滤液用于回收Cr、V、Fe,所得滤渣即为石膏产品,80℃下干燥,重50.2g。
取分离Ca后液300ml,通入氯气,升温有利于氧化反应,料液由蓝绿逐渐变成淡黄、桔黄、桔红、砖红,桔红时料液开始浑浊,氧化结束时悬浮大量砖红色沉淀,过滤,滤渣为V、Cr、Fe渣,干燥后重1.39g;滤液为淡黄色,Cr:54mg/l、V:44mg/l、Fe:5mg/l,去萃取Cr、V。
将TOA(三辛胺)配成0.02~0.03mol的甲苯溶液。配好后,用浓度为15%的盐酸洗涤,再用水洗至中性,然后,用1%的氢氧化钠溶液洗涤,再用水洗至中性,备用。
萃后有机相用PH约1.5~2.0的稀盐酸,以O/A=3~4:1的相比,经2级稀酸洗,得洗后酸液Cl:5.3g/l;再用纯水,以O/A=2~3:1的相比,经2级水洗,得洗后水PH约为3,用于配制PH约1.5~2.0的稀盐酸;再用3%的氢氧化钠溶液,以O/A=20~30:1的相比,经1级反萃,得反萃Cr液Cr:1.70g/l、V:1.42g/l;再用纯水,以O/A=2~3:1的相比,经2级水洗预平衡,得洗后水PH约为8~9,可用于配制反萃氢氧化钠溶液,有机相可直接返回萃取。
取萃Cr余液300ml(Al:21.78g/l),开动搅拌,加入MgO,注意观察MgO颗粒应尽量反应完,才加入新的MgO,当PH>3时,开始出现沉淀,且液面有大量泡沫,当PH=4时,沉淀接近完成,须小心加入MgO,控制终点PH为4.3,保温陈化2小时以上,当料液由粘稠变得稀薄后,过滤,滤液去回收Mg,滤饼投入洗涤槽中,用一次洗涤水完全分散,再过滤,滤液即为二次洗涤水,滤饼用新鲜水洗至Cl-<g/l,即为一次洗涤水,滤饼干燥即为氢氧化铝,重18.8g,收率为97.90%。
将脱Al液蒸发浓缩至比重为1.47,冷却,结晶,抽滤,母液检查Ca浓度,超过10g/l,返回脱Ca,否则,去分离回收锰。
将MgCl2结晶通过预热,送入热分解炉里,在600C°下,进行热分解反应,固体产物经冷却,即为氧化镁。分解产生的HCl气体,返回浓盐酸浸取反应及白炭黑洗涤。
搅拌下,在分离氯化镁结晶后的母液中,按化学计量,通入氯气,同时加入MgO,控制整个通气过程PH>5,越接近终点越要缓慢通气,当Mn+2的浓度小于20mg/l时,停止通气、搅拌,趁热滤出MnO2;滤液返回氯化镁蒸发。
本发明在含有大量的Ca2+、Mg2+、Al3+的氯化物溶液中,允许存在常(少)量的Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Cr3+及碱金属离子,搅拌下,加入硫酸镁,发生MgSO4+Ca2+=CaSO4↓+Mg2+反应,可实现Ca2+与其他元素的有效分离,且不引入其他杂质,影响其他元素的分离。以Ca计,直收率可达到90%以上,总收率可达到98%以上,石膏产品的质量好,主含量可达到99%以上。