專利名稱：一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及硼酸生產技術領域，尤其涉及一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝。
背景技術：
硼是非常重要的化工原料，國內硼酸生產主要采用硼鎂礦與硫酸反應制取，但同時也產生了大量富含硫酸鎂的母液。以往均將此母液排放，不僅造成一定水土環境的污染，同時也使資源不能充分利用，造成了極大的損失，這也成為制約我國硼產業規模化發展的瓶頸。因此，對提硼母液的回收利用，已成為硼工業發展的一個關鍵。目前通常采用下述兩種方案進行提硼母液的利用:
⑴將提硼母液加熱濃縮到一定程度時，在結晶罐中加入浮選劑冷卻結晶，然后將料漿打入浮選機中進行浮選，浮選出的沫子返回到硼酸生產的酸解工序制取硼酸，浮選后的槽內物料經分離，得到七水硫酸鎂產品，濾液返回到濃縮工序(參見圖1，出處:王文俠，李洪嶺.硫酸法生產硼酸母液回收利用技術[J].無機鹽工業，2002，34(5): 33 34.)。這種方式母液濃縮時蒸發量大、能耗高，增加了一定的生產成本。⑵將提硼母液和洗水返回酸解罐，通過蒸氣加熱，加入工藝計算量的硼鎂礦粉和硫酸，升溫至95°C反應廣2小時，泵入壓濾機進行液固分離，棄取濾渣，趁熱將酸解液泵入提鎂機，封閉機口，緩慢升溫至170°C ^220 °C，最佳溫度178°C 184°C，并攪拌，保持恒溫4 9小時，最佳為5飛小時，使一水硫酸鎂在機內結晶，而硼酸仍留在液相，然后排氣放壓，立即趁熱過濾，濾餅即為一·水硫酸鎂，干燥濾餅得一水硫酸鎂產品，濾液泵入硼酸結晶器，冷卻結晶、離心分離、加水洗滌、干燥得硼酸產品，分離出的硼酸母液和洗水返回酸解工序循環使用(參見圖2，出處:李晶.利用硼鎂礦硫酸法生產硼酸和一水硫酸鎂的工藝:中國，200710019015.2[P], 2008-05-21.)。這種方式提鎂工序中引入高溫高壓結晶器，溫度升至180°C左右，且結晶過程中一直保持高壓狀態，不僅需要大的能耗，而且對設備裝置的要求較高，不利于技術的推廣和利用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低能耗、低成本的從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝。為解決上述問題，本發明所述的一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟:
⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度189Γ24%，硼酸濃度09Γ4%的提硼母液投入蒸發反應釜中，加熱至94、5°C時所述提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當所述提硼母液濃度達到1.397 1.410g/mL或41 42 Be'時，按0.05 0.1°C /min的速率將溫度緩慢升至102 105°C;繼續加熱，當所述提硼母液濃度達到1.468 1.483g/mL或46 47 Be'時，分別得到濃縮液和凝結水A ;⑵將所述濃縮液移至結晶器，在溫度為11(T120°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為0.5 g 2g:1L時，即得料漿和凝結水B ；
⑶所述料漿立即在溫度為95 10(TC的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用所述凝結水A和所述凝結水B的混合液進行洗滌，分別得到濕產品和洗滌液；所述洗滌液返回所述步驟⑴中循環應用；所述一水硫酸鎂粗產品與所述混合液的質量比為1:0.1 0.3 ；
⑷所述濕產品在11(T120°C下干燥至恒重，即得一水硫酸鎂。本發明與現有技術相比具有以下優點:
1、本發明針對提硼母液的組成，其中母液中硼酸含量在1%左右，利用已有的研究成果(當硼酸含量小于4%時，硼酸不與硫酸鎂同時結晶)，在常壓條件下，對提硼母液在較低溫度下進行加熱蒸發結晶，達到回收一水硫酸鎂的目的。2、本發明與現有技術方案⑴中回收得到的七水硫酸鎂相比，回收得到的一水硫酸鎂的有效成分更多，經濟價值更高，市場前景更廣闊。同時生產一水硫酸鎂可以進一步增加硫酸鎂產品的附加值，獲得更大的經濟效益。3、本發明與現有技術方案⑵相比，一直在常壓下運行，因此，對設備的要求低，解決了設備的限制，能夠達到快速推廣和應用的目的；同時本發明操作溫度相對較低(95°C 120°C)，無須加熱到180°C左右進行結晶，大大降低了能耗的成本。4、本發明提硼母液一直處于循環利用中，實現了零污染排放，同時一水硫酸鎂的收率超過了 72%，回收率得到了大大提高，且產品的質量好(參見圖4)，極大地提高了經濟效益，使提硼母液的回收利 用有了質的飛躍。
5、本發明同樣適用于硫酸鎂溶液制取一水硫酸鎂工藝。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。圖1為本發明現有技術方案⑴中的工藝流程圖。圖2為本發明現有技術方案⑵中的工藝流程圖。
圖3為本發明的工藝流程圖。圖4為本發明所得一水硫酸鎂產品的XRD圖譜。
具體實施例方式實施例1 如圖3所示，一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟:
⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度20.4%，硼酸濃度0.2%的提硼母液3.87t投入蒸發反應釜中，加熱至95°C時提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當提硼母液濃度達到1.410g/mL或42 Be'時，按0.05°C /min的速率將溫度緩慢升至104°C;繼續加熱，當提硼母液濃度達到1.483g/mL或47 Be'時，分別得到2.45t濃縮液和2.05t凝結水A。⑵將濃縮液移至結晶器，在溫度為120°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為2g:1L時，即得1.47t料漿和0.98t凝結水B。⑶料漿立即在溫度為100°C的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用凝結水A和凝結水B的混合液0.17t進行洗滌，分別得到1.0lt濕產品和0.63t洗滌液；洗滌液返回步驟⑴中循環應用。其中:一水硫酸鎂粗產品與混合液的質量比(g/g)為1:0.17。⑷濕產品在120°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸鎂。實施例2 如圖3所示，一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟:
⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度18%，硼酸濃度4%的提硼母液3.93t投入蒸發反應釜中，加熱至95°C時提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當提硼母液濃度達到1.397g/mL或41 Be'時，按0.05°C /min的速率將溫度緩慢升至102°C;繼續加熱，當提硼母液濃度達到1.468g/mL或46 Be'時，分別得到5.08t濃縮液和2.19t凝結水A。⑵將濃縮液移至結晶器，在溫度為110°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為
0.5 g:1L時，即得4.05t料漿和1.03t凝結水B。⑶料漿立即在溫度為95°C的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用凝結水A和凝結水B的混合液0.30t進行洗滌，分別得到1.0lt濕產品和
3.34t洗滌液；洗滌液返回步驟⑴中循環應用。其中:一水硫酸鎂粗產品與混合液的質量比(g/g)為1:0.3。⑷濕產品在110° C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸鎂。實施例3 如圖3所示，一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟:
⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度24%，硼酸濃度0%的提硼母液3.78t投入蒸發反應釜中，加熱至94°C時提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當提硼母液濃度達到
1.410g/mL或42 Be'時，按0.1°C /min的速率將溫度緩慢升至105°C ;繼續加熱，當提硼母液濃度達到1.483g/mL或47 Be'時，分別得到2.60t濃縮液和1.83t凝結水A。⑵將濃縮液移至結晶器，在溫度為120°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為2g:1L時，即得1.56t料漿和1.04t凝結水B。⑶料漿立即在溫度為98°C的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用凝結水A和凝結水B的混合液0.1Ot進行洗滌，分別得到1.0lt濕產品和
0.65t洗滌液；洗滌液返回步驟⑴中循環應用。其中:一水硫酸鎂粗產品與混合液的質量比(g/g)為1:0.1。⑷濕產品在115°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸鎂。實施例4 如圖3所示，一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟:
⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度21%，硼酸濃度2%的提硼母液3.SOt投入蒸發反應釜中，加熱至94.5°C時提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當提硼母液濃度達到
1.400g/mL或41.5 Be'時，按0.08°C /min的速率將溫度緩慢升至103°C;繼續加熱，當提硼母液濃度達到1.473g/mL或46.5 Be'時，分別得到3.23t濃縮液和1.81t凝結水A。⑵將濃縮液移至結晶器，在溫度為115°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為Ig:1L時，即得2.05t料漿和1.18t凝結水B。⑶料漿立即在溫度為98°C的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用凝結水A和凝結水B的混合液0.20t進行洗滌，分別得到1.0lt濕產品和
1.24t洗滌液；洗滌液返回步驟⑴中循環應用。其中:一水硫酸鎂粗產品與混合液的質量比(g/g)為1:0.2。⑷濕產品 在115°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸鎂。
權利要求
1.一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，包括以下步驟: ⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度189Γ24%，硼酸濃度09Γ4%的提硼母液投入蒸發反應釜中，加熱至94、5°C時所述提硼母液開始沸騰，并保持溫度不變；當所述提硼母液濃度達到1.397 1.410g/mL或41 42 Be'時，按0.05 0.1°C /min的速率將溫度緩慢升至102 105°C;繼續加熱，當所述提硼母液濃度達到1.468 1.483g/mL或46 47 Be'時，分別得到濃縮液和凝結水A ; ⑵將所述濃縮液移至結晶器，在溫度為11(T120°C的條件下進行恒溫蒸發結晶，當固液比為0.5 g 2g:1L時，即得料漿和凝結水B ； ⑶所述料漿立即在溫度為95 100°C的條件下進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用所述凝結水A和所述凝結水B的混合液進行洗滌，分別得到濕產品和洗滌液；所述洗滌液返回所述步驟⑴中循環應用；所述一水硫酸鎂粗產品與所述混合液的質量比為1:0.1 0.3 ； ⑷所述濕產品在11 (T120°C下干燥至恒重，即得一水硫酸鎂。
全文摘要
本發明涉及一種從提硼母液中回收一水硫酸鎂的工藝，該工藝包括以下步驟⑴在常壓條件下，將初始組成為硫酸鎂濃度18%~24%，硼酸濃度0%~4%的提硼母液投入蒸發反應釜中加熱至沸騰，并保持溫度不變；當提硼母液濃度達到1.397~1.410g/mL或41~42 Be′時，將溫度緩慢升至102~105℃；繼續加熱，當所述提硼母液濃度達到1.468~1.483g/mL或46~47 Be′時，分別得到濃縮液和凝結水A；⑵將所述濃縮液移至結晶器進行恒溫蒸發結晶，即得料漿和凝結水B；⑶所述料漿進行熱分離，得到一水硫酸鎂粗產品；該一水硫酸鎂粗產品用所述凝結水A和所述凝結水B的混合液進行洗滌，分別得到濕產品和洗滌液；所述洗滌液返回所述步驟⑴中循環應用；⑷所述濕產品在干燥至恒重，即得一水硫酸鎂。本發明具有低能耗、低成本的特點。
文檔編號C01F5/40GK103232048SQ20131016229
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月7日 優先權日2013年5月7日
發明者時歷杰, 王敏, 李洪嶺, 康為清, 趙有璟 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所