本發(fā)明屬于資源回收綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種利用紅土鎳礦濕法工藝廢液生產(chǎn)二水石膏的方法。
背景技術(shù)：
：紅土鎳礦是鎳冶煉的原料，通常的利用紅土鎳礦階段冶煉方法分為火法和濕法。而紅土鎳礦的濕法冶煉分為硫酸法、鹽酸法、硝酸法，不管采取哪一種類(lèi)型的酸，最后都會(huì)產(chǎn)生含鹽廢水：氯化鹽、硫酸鹽、硝酸鹽。傳統(tǒng)的處理方式就是蒸發(fā)結(jié)晶，但是由于其鹽濃度低，蒸發(fā)結(jié)晶能耗大、成本高，不經(jīng)濟(jì)。二水石膏是單斜晶系礦物，主要化學(xué)成分為硫酸鈣的水合物，是一種用途廣泛的工業(yè)材料和建筑材料，可用于水泥緩凝劑、石膏建筑制品、模型制作、醫(yī)用食品添加劑、硫酸生產(chǎn)、紙張?zhí)盍稀⒂推崽盍系?。二水石膏主要分為天然石膏、脫硫石膏、磷石膏等副產(chǎn)石膏。其中，天然石膏屬于礦產(chǎn)資源，雖然我國(guó)天然石膏儲(chǔ)量大，但是優(yōu)質(zhì)石膏儲(chǔ)量小。脫硫石膏又稱(chēng)排煙脫硫石膏，是利用石灰或石灰石脫除煙氣中二氧化硫的產(chǎn)物，主要成分為二水硫酸鈣，主含量偏低，過(guò)程控制不好，產(chǎn)品中亞硫酸鈣含量偏高，白度較低。磷石膏是指在磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣，其主要成分為硫酸鈣，還含有有機(jī)磷、硫氟類(lèi)化合物,不能綜合利用。我國(guó)目前每年排放磷石膏約2000萬(wàn)噸，累計(jì)排量近億噸，是石膏廢渣中排量最大的一種，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，嚴(yán)重污染環(huán)境。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用紅土鎳礦濕法工藝廢液生產(chǎn)二水石膏的方法，解決紅土鎳礦濕法工藝產(chǎn)生的氯化鈣廢水及硫酸鎂廢水的治理和回收利用，解決了含鹽廢水排放的環(huán)保問(wèn)題；低成本得到高品質(zhì)的化學(xué)石膏產(chǎn)品，填補(bǔ)行業(yè)空白。技術(shù)方案：本發(fā)明公開(kāi)了一種利用紅土鎳礦濕法工藝廢液生產(chǎn)二水石膏的方法，包括如下步驟：第一步、鹽酸浸出：紅土鎳礦與鹽酸進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到鹽酸浸出液A；第二步、硫酸浸出：紅土鎳礦與硫酸進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到硫酸浸出液B；第三步：除雜：所述的除雜是指根據(jù)各金屬不同的沉淀pH值，通過(guò)調(diào)節(jié)pH的方式，除去料液中的鐵、鎳、鈷、錳等雜質(zhì)。將上述鹽酸浸出液A和硫酸浸出液B進(jìn)行凈化處理，首先進(jìn)行除鐵，除鐵過(guò)程控制PH在1.0-4.5、溫度40-100℃，通過(guò)加入碳酸鈉或其他碳酸鹽等堿性物質(zhì)與鐵生成鐵的化合物沉淀、經(jīng)固液分離除去，得到的凈化液含氯化鎳、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳。然后在堿性條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的PH分別除去凈化液B中的鎳鈷錳。控制PH在6.0-10.0、溫度0-60℃，加入氫氧化鈉或氫氧化鈣等物質(zhì)與鎳鈷反應(yīng)生成氫氧化鎳鈷沉淀、經(jīng)固液分離除去，繼續(xù)加入氫氧化鈉或氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH在8.0-9.5，同時(shí)加入H2O2或鼓入空氣氧化生成MnO(OH)2，經(jīng)固液分離除去錳，得到澄清無(wú)色透明的氯化鈣溶液C和澄清無(wú)色透明的硫酸鎂溶液D。第四步：二水石膏的制備：將上述制備好的氯化鈣溶液C與硫酸鎂溶液D同時(shí)加入反應(yīng)器進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)溫度為25~50℃，反應(yīng)體系控制PH值2~5，反應(yīng)時(shí)間0.5~3小時(shí)；第五步：反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾、洗滌得到二水石膏濾餅。其中第一步中紅土鎳礦與鹽酸的浸出溫度為10~90℃。其中第二步中紅土鎳礦與硫酸的浸出溫度為10~40℃。其中第三步中氯化鈣溶液C與硫酸鎂溶液D按鈣離子與硫酸根離子的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式摩爾比0.5~2.0:1的比例進(jìn)行反應(yīng)。其中第四步中將早期生成的二水石膏晶核置于反應(yīng)器中作為晶種。其中第五步中洗滌液固比控制在1.5~3:1。有益效果：將紅土鎳礦鹽酸法及硫酸法工藝很好的結(jié)合，很大程度上降低了企業(yè)含鹽廢水處理成本。為傳統(tǒng)二水石膏的制備方法開(kāi)發(fā)了一條新的工藝路線，有效的保護(hù)國(guó)家石膏資源。并且為所得產(chǎn)品具有純度高白度高粒度可控等明顯優(yōu)勢(shì)，填補(bǔ)了石膏行業(yè)缺少高端產(chǎn)品的空白。具體實(shí)施方式實(shí)施例1第一步、鹽酸浸出：紅土鎳礦與鹽酸在45℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到鹽酸浸出液A；第二步、硫酸浸出：紅土鎳礦與硫酸在25℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到硫酸浸出液B；第三步、除雜：所述的除雜是指根據(jù)各金屬不同的沉淀pH值，通過(guò)調(diào)節(jié)pH的方式，除去料液中的鐵、鎳、鈷、錳等雜質(zhì)。將上述鹽酸浸出液A和硫酸浸出液B進(jìn)行凈化處理，首先進(jìn)行除鐵，除鐵過(guò)程控制PH在2.1、溫度50℃，通過(guò)加入碳酸鈉或其他碳酸鹽等堿性物質(zhì)與鐵生成鐵的化合物沉淀、經(jīng)固液分離除去，得到的凈化液含氯化鎳、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳。然后在堿性條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的PH分別除去凈化液B中的鎳鈷錳?？刂芇H在8.0、溫度40℃，加入氫氧化鈉或氫氧化鈣等物質(zhì)與鎳鈷反應(yīng)生成氫氧化鎳鈷沉淀、經(jīng)固液分離除去，繼續(xù)加入氫氧化鈉或氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH在8.5，同時(shí)加入H2O2或鼓入空氣氧化生成MnO(OH)2，經(jīng)固液分離除去錳，得到澄清無(wú)色透明的氯化鈣溶液C和澄清無(wú)色透明的硫酸鎂溶液D。第四步：二水石膏的制備：將上述制備好的氯化鈣溶液C與硫酸鎂溶液D按鈣離子與硫酸根離子的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式摩爾比1:1同時(shí)加入反應(yīng)器中，同時(shí)滴加稀硫酸調(diào)節(jié)體系PH值為2，控制反應(yīng)溫度30℃，反應(yīng)滴加時(shí)間控制在2小時(shí)，加料完畢后，攪拌0.5小時(shí)；第五步：反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾、洗滌，洗滌液固比1.5:1，得到二水石膏濾餅。濾餅取樣分析統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表3。將濾餅經(jīng)烘干脫水，制備半水石膏，檢測(cè)結(jié)果如表4。表1氯化鈣溶液C成分統(tǒng)計(jì)表成分NiFeCaMgCl-含量（g/L）0.00050.000843.660.579.05表2硫酸鎂溶液D成分統(tǒng)計(jì)表成分NiFeCaMgSO42-含量（g/L）0.00050.00060.8527.32110.25表3二水石膏濾餅成分統(tǒng)計(jì)表成分CaMgNiFe結(jié)晶水白度含量（%）22.930.0010.00030.000420.8894表4二水石膏成分實(shí)施例2第一步、鹽酸浸出：紅土鎳礦與鹽酸在45℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到鹽酸浸出液A；第二步、硫酸浸出：紅土鎳礦與硫酸在25℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到硫酸浸出液B；第三步、除雜：所述的除雜是指根據(jù)各金屬不同的沉淀pH值，通過(guò)調(diào)節(jié)pH的方式，除去料液中的鐵、鎳、鈷、錳等雜質(zhì)。將上述鹽酸浸出液A和硫酸浸出液B進(jìn)行凈化處理，首先進(jìn)行除鐵，除鐵過(guò)程控制PH在3.5、溫度70℃，通過(guò)加入碳酸鈉或其他碳酸鹽等堿性物質(zhì)與鐵生成鐵的化合物沉淀、經(jīng)固液分離除去，得到的凈化液含氯化鎳、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳。然后在堿性條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的PH分別除去凈化液B中的鎳鈷錳。控制PH在7.5、溫度25℃，加入氫氧化鈉或氫氧化鈣等物質(zhì)與鎳鈷反應(yīng)生成氫氧化鎳鈷沉淀、經(jīng)固液分離除去，繼續(xù)加入氫氧化鈉或氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH在8.5，同時(shí)加入H2O2或鼓入空氣氧化生成MnO(OH)2，經(jīng)固液分離除去錳，得到澄清無(wú)色透明的氯化鈣溶液C和澄清無(wú)色透明的硫酸鎂溶液D。第四步：二水石膏的制備：將上述制備好的氯化鈣溶液C與硫酸鎂溶液D按鈣離子與硫酸根離子的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式摩爾比1:1同時(shí)加入反應(yīng)器中，同時(shí)滴加稀硫酸調(diào)節(jié)體系PH值為2，控制反應(yīng)溫度30℃，反應(yīng)滴加時(shí)間控制在2小時(shí)，加料完畢后，攪拌0.5小時(shí)；第五步：反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾、洗滌，洗滌液固比1.5:1，得到二水石膏濾餅。濾餅取樣分析統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表5。將濾餅經(jīng)烘干脫水，制備半水石膏，檢測(cè)結(jié)果如表6。表5二水石膏成分統(tǒng)計(jì)表成分CaMgNiFe結(jié)晶水白度含量（%）22.970.00080.00030.000420.8694表6二水石膏成分實(shí)施例3第一步、鹽酸浸出：紅土鎳礦與鹽酸在45℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到鹽酸浸出液A；第二步、硫酸浸出：紅土鎳礦與硫酸在25℃下進(jìn)行常壓攪拌浸出，然后進(jìn)行固液分離，得到硫酸浸出液B；第三步：除雜：所述的除雜是指根據(jù)各金屬不同的沉淀pH值，通過(guò)調(diào)節(jié)pH的方式，除去料液中的鐵、鎳、鈷、錳等雜質(zhì)。將上述鹽酸浸出液A和硫酸浸出液B進(jìn)行凈化處理，首先進(jìn)行除鐵，除鐵過(guò)程控制PH在2.8、溫度80℃，通過(guò)加入碳酸鈉或其他碳酸鹽等堿性物質(zhì)與鐵生成鐵的化合物沉淀、經(jīng)固液分離除去，得到的凈化液含氯化鎳、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳。然后在堿性條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)不同的PH分別除去凈化液B中的鎳鈷錳?？刂芇H在9.1、溫度35℃，加入氫氧化鈉或氫氧化鈣等物質(zhì)與鎳鈷反應(yīng)生成氫氧化鎳鈷沉淀、經(jīng)固液分離除去，繼續(xù)加入氫氧化鈉或氫氧化鈣調(diào)節(jié)PH在8.2，同時(shí)加入H2O2或鼓入空氣氧化生成MnO(OH)2，經(jīng)固液分離除去錳，得到澄清無(wú)色透明的氯化鈣溶液C和澄清無(wú)色透明的硫酸鎂溶液D。第四步：二水石膏的制備：將上述制備好的氯化鈣溶液C與硫酸鎂溶液D按鈣離子與硫酸根離子的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式摩爾比1:1同時(shí)加入反應(yīng)器中，同時(shí)滴加稀硫酸調(diào)節(jié)體系PH值為2，控制反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)滴加時(shí)間控制在2小時(shí)，加料完畢后，攪拌1小時(shí)；第五步：反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾、洗滌，洗滌液固比1.5:1，得到二水石膏濾餅。濾餅取樣分析統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表7。將濾餅經(jīng)烘干脫水，制備半水石膏，檢測(cè)結(jié)果如表8。表7二水石膏成分統(tǒng)計(jì)表成分CaMgNiFe結(jié)晶水白度含量（%）22.970.00060.00040.000320.8696表8二水石膏成分從表3中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例1中產(chǎn)品中二水石膏主含量達(dá)到98.7%，白度高。符合天然石膏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-5483-2008的特級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。從表4中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例1中產(chǎn)品經(jīng)烘干脫水得到的半水石膏，符合建筑石膏GB/T-9776-2008的二級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。從表5中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例2中產(chǎn)品中二水石膏主含量達(dá)到98.8%，白度高。符合天然石膏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-5483-2008的特級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。從表6中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例2中產(chǎn)品經(jīng)烘干脫水得到的半水石膏，符合建筑石膏GB/T-9776-2008的二級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。表7中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例3中產(chǎn)品中二水石膏主含量達(dá)到98.9%，白度高。符合天然石膏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-5483-2008的特級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。從表8中數(shù)據(jù)分析，實(shí)施例3中產(chǎn)品經(jīng)烘干脫水得到的半水石膏，符合建筑石膏GB/T-9776-2008的二級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3