利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法 【技术领域】
本发明涉及烟道气湿法氧化镁脱硫过程副产废液资源回收的方法，特别是提供一种利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法。
背景技术
近年来，在烟道气脱硫工艺过程中，氧化镁作为一种脱硫剂得到了更为广泛的推广，大有取代氧化钙脱硫剂的趋势，主要原因是因为镁化合物脱硫装置投资少，运行成本低，脱硫效果好，副产废液可进行资源回收。但在氧化镁脱硫装置实际运行过程中，副产的以亚硫酸镁为主要成份的废液由于没有较为经济的处理方法，而不得不进行排放，从而造成资源浪费和环境的二次污染。
国外以日本为主的一些氧化镁脱硫装置，采取了一种双分解工艺来回收镁化合物，使其在脱硫过程中循环使用，如日本公开155263/1996所描述，其方法为：先对脱硫废液强制曝氧，使其中的亚硫酸镁氧化成硫酸镁，再往里加入氧化钙乳液，氢氧化钙与硫酸镁反应生成硫酸钙与氢氧化镁，对该混合物进行物理分离，硫酸钙残渣制取石膏，氢氧化镁回到脱硫装置循环使用。
但该工艺明显地继承了氧化钙脱硫装置的部分缺点，如大量消耗氧化钙，副产的仍然是低价值的硫酸钙产品，氧化镁仅仅作为一种脱硫的载体。更重要的一个问题是双分解过程生成的硫酸钙颗粒和氢氧化镁比较难以分离，实际操作非常困难。
【发明内容】
为了解决上述技术中存在的问题，本发明的目地就是提供一种可低能耗地进行硫酸镁资源的回收，减少排放，消除二次污染，同时可以分别制取一水硫酸镁和七水硫酸镁两种硫酸镁产品的利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法，其中：该方法包含以下步骤：
氧化步骤 向含亚硫酸镁10～30％的脱硫废液中强制吹入富氧空气，液体处于搅拌状态，其温度范围为20～50℃，使其完全氧化成硫酸镁。
中和步骤 向氧化充分的硫酸镁溶液中按重量比1∶0.001～0.01的比例加入氢氧化镁乳液，中和上步过程中生成的硫酸，调节PH值至6～8。
除杂步骤 将中和后的溶液置于分离设备进行机械除杂，得到一种不含固相杂质的液体。
蒸发浓缩和固液分离步骤 将除杂后的液体和过滤后返回的母液进行预热后送入二效或三效蒸发装置进行蒸发，蒸发温度为120～140℃，当需要生产一水硫酸镁时，排料温度控制为120～140℃，排出的浆料直接进行固液分离，得到湿一水硫酸镁和母液，湿一水硫酸镁去干燥，母液返回预热蒸发；当需要生产七水硫酸镁时，排料温度控制为120～130℃，排出的浆料进行负压降温，然后进行固液分离，得到湿七水硫酸镁和母液；也可以把排料温度控制为55～70℃，排出的浆料与除杂后的液体按重量比1∶0.1～10的比例混合，在温度为10～45℃转化，然后进行固液分离，得到湿七水硫酸镁和母液，湿七水硫酸镁去干燥，母液返回预热蒸发或回到脱硫过程循环使用。
干燥包装步骤 将蒸发浓缩步骤得到的湿一水硫酸镁或七水硫酸镁分别进行干燥，其中，干燥一水硫酸镁采用的干燥设备主要是快速闪蒸型旋转干燥机，干燥温度为240～400℃；干燥七水硫酸镁采用的干燥设备主要是流化床式干燥机，干燥温度为50～100℃；即可得到干燥的一水硫酸镁或七水硫酸镁，包装后可得到成品。
所述除杂步骤中的分离设备可以是压滤机。
本发明的效果是该方法不仅解决了副产废液排放入海的问题，而且能提取废液中的硫酸镁资源，制成硫酸镁产品，况且工艺过程蒸发量小，能耗低，回收率高，因此具有显著的社会效益和一定的经济效益，制取一水硫酸镁时达到的指标为氧化镁含量大于27％，硫含量大于20％，为农业级，制取七水硫酸镁时，一次可获得纯度为97％以上的七水硫酸镁产品，能耗和质量指标均优于其他工艺。
【附图说明】
图1为氧化镁脱硫废液制取一水硫酸镁工艺流程图；
图2为氧化镁脱硫废液制取七水硫酸镁工艺流程图(负压降温)；
图3为氧化镁脱硫废液制取七水硫酸镁工艺流程图(常温转化)。
【具体实施方式】
结合附图及实施例对本发明的利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法加以说明。
本发明的利用氧化镁脱硫废液生产硫酸镁的方法通过包含以下步骤的技术方案实现：
1、氧化步骤 向脱硫步骤得到的含亚硫酸镁10～30％(还含有少量亚硫酸氢镁)的脱硫废液中强制吹入富氧空气液体处于搅拌状态，其温度范围为20～50℃，使其彻底氧化成硫酸镁。该过程副产部分为硫酸，其化学反应为：
2、中和步骤 向氧化充分的硫酸镁溶液中加入适量氢氧化镁乳液，中和上步生成的硫酸，调节PH值至6～8，其化学反应式为：
3、除杂步骤 用一种分离设备将中和后的溶液中的机械杂质除去，得到一种不含固相杂质的液体，所指分离设备主要是压滤机。
4、蒸发浓缩和固液分离步骤 将除杂后的硫酸镁溶液和过滤后返回的母液进行预热后送入二效或三效蒸发装置进行蒸发，在这里控制不同的蒸发温度和排料条件，可以分别生产一水硫酸镁和七水硫酸镁产品。当需要生产一水硫酸镁时，控制蒸发温度为100～130℃，排料温度为75～100℃，排出的浆料直接进行固液分离，得到湿一水硫酸镁和母液，湿一水硫酸镁去干燥，母液返回预热蒸发，如图1所示。当需要生产七水硫酸镁时，控制蒸发温度为100～130℃，排料温度为65～100℃，排出的浆料通过负压降温器降温至35～45℃，然后进行固液分离，得到湿七水硫酸镁和母液，如图2所示。或控制排料温度为55～70℃，排出的浆料经短暂沉降后与除杂后的液体按重量比1∶0.1～10的比例混合，在温度为10～45℃转化，然后进行固液分离，得到湿七水硫酸镁和母液，湿七水硫酸镁去干燥，母液返回预热蒸发或回到脱硫过程循环使用，如图3所示。
5、干燥包装步骤。将蒸发浓缩和分离步骤得到的湿一水硫酸镁或七水硫酸镁用不同的干燥设备在不同的温度条件下进行干燥，即可得到干燥的一水硫酸镁或七水硫酸镁，包装即可得到成品，其中，干燥一水硫酸镁采用的干燥设备主要是快速闪蒸型旋转干燥机，干燥温度为240～400℃；干燥七水硫酸镁采用的干燥设备主要是流化床式干燥机，干燥温度为50～100℃。
下面通过实施例来对本发明的技术方案进一步说明。
实施例1：
①氧化：取含亚硫酸镁20％的氧化镁脱硫废液(亚硫酸镁试剂配制)2000g放入带有搅拌的烧杯中，加热至35℃，往里鼓空气30分钟，取样分析含硫酸镁达到22.2％，氧化率达到99％。该溶液PH值6～7，中和与除杂过程略。
②蒸发浓缩与分离：将上述溶液2055g放在电炉上边搅拌边加热，在125℃持续10分钟，失水1040g，停止加热，静置2分钟，迅速将上层稍清液倒入另一烧杯，取下层浆液用滤布袋过滤甩干，得到湿的一水硫酸镁366g，甩出的母液与上层清液倒入同一烧杯。
③干燥：将湿一水硫酸镁360g分散放在电热干燥箱中，在320℃烘30分钟，取出称重得到一水硫酸镁产品275g，分析该硫酸镁含氧化镁27.82％，含硫22.25％，超过目前农业级硫酸镁的出口标准。
本实施例中蒸发过程倾倒出的清液即母液可以返回进行再蒸发，以提高收率。在不考虑母液返回的情况下，一次蒸发过程后镁离子的收率约为51％。
实施例2：
①取1000克用氧化镁湿法脱硫工艺副产的含25％亚硫酸镁的废液，向其中通入30分钟的空气，然后加入8克含50％氢氧化镁乳液，搅拌30分钟，PH为7，然后过滤，得3克滤饼，1028克清液。用同样的方法再制取两份清液。
②将上面的1028克清液放入烧杯中，在120℃的温度的条件下进行蒸发，去水300克，然后沉降20小时，倾出清液400克，得硫酸镁浆料328克。
③再取1028克清液，将上面所得328克硫酸镁浆料加入其中，在25℃搅拌4小时，然后过滤得湿七水硫酸镁300克，得滤液1056克，湿七水硫酸镁通过50℃热风干燥得290克干七水硫酸镁。
④将②步骤倾出清液400克和③步骤所得1056克滤液在烧杯中混合，在120℃的温度的条件下进行蒸发，去水438克，然后沉降20小时，倾出清液400克，得硫酸镁浆料618克。
⑤再取1028克清液，将上面所得618克硫酸镁浆料加入其中，在25℃搅拌4小时，然后过滤得湿七水硫酸镁590克，得滤液1056克。湿七水硫酸镁通过50℃热风干燥得570克干七水硫酸镁。
以后，重复④⑤两步骤，即可将除杂清液通过蒸发、转化、干燥制得七水硫酸镁。
通过以上实施例可以看出，本发明提出的利用湿法氧化镁脱硫废液副产废液制取硫酸镁的方法不仅解决了副产废液排放入海的问题，而且能提取废液中的硫酸镁资源，制成硫酸镁产品，况且工艺过程蒸发量小，能耗低，回收率高，因此具有显著的社会效益和一定的经济效益，颇具推广应用前景。