专利名称：一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及硼酸生产技术领域，尤其涉及一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺。
背景技术：
硼是非常重要的化工原料，国内硼酸生产主要采用硼镁矿与硫酸反应制取，但同时也产生了大量富含硫酸镁的母液。以往均将此母液排放，不仅造成一定水土环境的污染，同时也使资源不能充分利用，造成了极大的损失，这也成为制约我国硼产业规模化发展的瓶颈。因此，对提硼母液的回收利用，已成为硼工业发展的一个关键。目前通常采用下述两种方案进行提硼母液的利用:
⑴将提硼母液加热浓缩到一定程度时，在结晶罐中加入浮选剂冷却结晶，然后将料浆打入浮选机中进行浮选，浮选出的沫子返回到硼酸生产的酸解工序制取硼酸，浮选后的槽内物料经分离，得到七水硫酸镁产品，滤液返回到浓缩工序(参见图1，出处:王文侠，李洪岭.硫酸法生产硼酸母液回收利用技术[J].无机盐工业，2002，34(5): 33 34.)。这种方式母液浓缩时蒸发量大、能耗高，增加了一定的生产成本。⑵将提硼母液和洗水返回酸解罐，通过蒸气加热，加入工艺计算量的硼镁矿粉和硫酸，升温至95°C反应广2小时，泵入压滤机进行液固分离，弃取滤渣，趁热将酸解液泵入提镁机，封闭机口，缓慢升温至170°C ^220 °C，最佳温度178°C 184°C，并搅拌，保持恒温4 9小时，最佳为5飞小时，使一水硫酸镁在机内结晶，而硼酸仍留在液相，然后排气放压，立即趁热过滤，滤饼即为一·水硫酸镁，干燥滤饼得一水硫酸镁产品，滤液泵入硼酸结晶器，冷却结晶、离心分离、加水洗涤、干燥得硼酸产品，分离出的硼酸母液和洗水返回酸解工序循环使用(参见图2，出处:李晶.利用硼镁矿硫酸法生产硼酸和一水硫酸镁的工艺:中国，200710019015.2[P], 2008-05-21.)。这种方式提镁工序中引入高温高压结晶器，温度升至180°C左右，且结晶过程中一直保持高压状态，不仅需要大的能耗，而且对设备装置的要求较高，不利于技术的推广和利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低能耗、低成本的从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺。为解决上述问题，本发明所述的一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤:
⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度189Γ24%，硼酸浓度09Γ4%的提硼母液投入蒸发反应釜中，加热至94、5°C时所述提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当所述提硼母液浓度达到1.397 1.410g/mL或41 42 Be'时，按0.05 0.1°C /min的速率将温度缓慢升至102 105°C;继续加热，当所述提硼母液浓度达到1.468 1.483g/mL或46 47 Be'时，分别得到浓缩液和凝结水A ;⑵将所述浓缩液移至结晶器，在温度为11(T120°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为0.5 g 2g:1L时，即得料浆和凝结水B ；
⑶所述料浆立即在温度为95 10(TC的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用所述凝结水A和所述凝结水B的混合液进行洗涤，分别得到湿产品和洗涤液；所述洗涤液返回所述步骤⑴中循环应用；所述一水硫酸镁粗产品与所述混合液的质量比为1:0.1 0.3 ；
⑷所述湿产品在11(T120°C下干燥至恒重，即得一水硫酸镁。本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明针对提硼母液的组成，其中母液中硼酸含量在1%左右，利用已有的研究成果(当硼酸含量小于4%时，硼酸不与硫酸镁同时结晶)，在常压条件下，对提硼母液在较低温度下进行加热蒸发结晶，达到回收一水硫酸镁的目的。2、本发明与现有技术方案⑴中回收得到的七水硫酸镁相比，回收得到的一水硫酸镁的有效成分更多，经济价值更高，市场前景更广阔。同时生产一水硫酸镁可以进一步增加硫酸镁产品的附加值，获得更大的经济效益。3、本发明与现有技术方案⑵相比，一直在常压下运行，因此，对设备的要求低，解决了设备的限制，能够达到快速推广和应用的目的；同时本发明操作温度相对较低(95°C 120°C)，无须加热到180°C左右进行结晶，大大降低了能耗的成本。4、本发明提硼母液一直处于循环利用中，实现了零污染排放，同时一水硫酸镁的收率超过了 72%，回收率得到了大大提高，且产品的质量好(参见图4)，极大地提高了经济效益，使提硼母液的回收利 用有了质的飞跃。
5、本发明同样适用于硫酸镁溶液制取一水硫酸镁工艺。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。图1为本发明现有技术方案⑴中的工艺流程图。图2为本发明现有技术方案⑵中的工艺流程图。
图3为本发明的工艺流程图。图4为本发明所得一水硫酸镁产品的XRD图谱。
具体实施例方式实施例1 如图3所示，一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤:
⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度20.4%，硼酸浓度0.2%的提硼母液3.87t投入蒸发反应釜中，加热至95°C时提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当提硼母液浓度达到1.410g/mL或42 Be'时，按0.05°C /min的速率将温度缓慢升至104°C;继续加热，当提硼母液浓度达到1.483g/mL或47 Be'时，分别得到2.45t浓缩液和2.05t凝结水A。⑵将浓缩液移至结晶器，在温度为120°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为2g:1L时，即得1.47t料浆和0.98t凝结水B。⑶料浆立即在温度为100°C的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用凝结水A和凝结水B的混合液0.17t进行洗涤，分别得到1.0lt湿产品和0.63t洗涤液；洗涤液返回步骤⑴中循环应用。其中:一水硫酸镁粗产品与混合液的质量比(g/g)为1:0.17。⑷湿产品在120°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸镁。实施例2 如图3所示，一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤:
⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度18%，硼酸浓度4%的提硼母液3.93t投入蒸发反应釜中，加热至95°C时提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当提硼母液浓度达到1.397g/mL或41 Be'时，按0.05°C /min的速率将温度缓慢升至102°C;继续加热，当提硼母液浓度达到1.468g/mL或46 Be'时，分别得到5.08t浓缩液和2.19t凝结水A。⑵将浓缩液移至结晶器，在温度为110°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为
0.5 g:1L时，即得4.05t料浆和1.03t凝结水B。⑶料浆立即在温度为95°C的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用凝结水A和凝结水B的混合液0.30t进行洗涤，分别得到1.0lt湿产品和
3.34t洗涤液；洗涤液返回步骤⑴中循环应用。其中:一水硫酸镁粗产品与混合液的质量比(g/g)为1:0.3。⑷湿产品在110° C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸镁。实施例3 如图3所示，一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤:
⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度24%，硼酸浓度0%的提硼母液3.78t投入蒸发反应釜中，加热至94°C时提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当提硼母液浓度达到
1.410g/mL或42 Be'时，按0.1°C /min的速率将温度缓慢升至105°C ;继续加热，当提硼母液浓度达到1.483g/mL或47 Be'时，分别得到2.60t浓缩液和1.83t凝结水A。⑵将浓缩液移至结晶器，在温度为120°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为2g:1L时，即得1.56t料浆和1.04t凝结水B。⑶料浆立即在温度为98°C的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用凝结水A和凝结水B的混合液0.1Ot进行洗涤，分别得到1.0lt湿产品和
0.65t洗涤液；洗涤液返回步骤⑴中循环应用。其中:一水硫酸镁粗产品与混合液的质量比(g/g)为1:0.1。⑷湿产品在115°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸镁。实施例4 如图3所示，一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤:
⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度21%，硼酸浓度2%的提硼母液3.SOt投入蒸发反应釜中，加热至94.5°C时提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当提硼母液浓度达到
1.400g/mL或41.5 Be'时，按0.08°C /min的速率将温度缓慢升至103°C;继续加热，当提硼母液浓度达到1.473g/mL或46.5 Be'时，分别得到3.23t浓缩液和1.81t凝结水A。⑵将浓缩液移至结晶器，在温度为115°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为Ig:1L时，即得2.05t料浆和1.18t凝结水B。⑶料浆立即在温度为98°C的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用凝结水A和凝结水B的混合液0.20t进行洗涤，分别得到1.0lt湿产品和
1.24t洗涤液；洗涤液返回步骤⑴中循环应用。其中:一水硫酸镁粗产品与混合液的质量比(g/g)为1:0.2。⑷湿产品 在115°C下干燥至恒重，即得1.0Ot 一水硫酸镁。
权利要求
1.一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，包括以下步骤: ⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度189Γ24%，硼酸浓度09Γ4%的提硼母液投入蒸发反应釜中，加热至94、5°C时所述提硼母液开始沸腾，并保持温度不变；当所述提硼母液浓度达到1.397 1.410g/mL或41 42 Be'时，按0.05 0.1°C /min的速率将温度缓慢升至102 105°C;继续加热，当所述提硼母液浓度达到1.468 1.483g/mL或46 47 Be'时，分别得到浓缩液和凝结水A ; ⑵将所述浓缩液移至结晶器，在温度为11(T120°C的条件下进行恒温蒸发结晶，当固液比为0.5 g 2g:1L时，即得料浆和凝结水B ； ⑶所述料浆立即在温度为95 100°C的条件下进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用所述凝结水A和所述凝结水B的混合液进行洗涤，分别得到湿产品和洗涤液；所述洗涤液返回所述步骤⑴中循环应用；所述一水硫酸镁粗产品与所述混合液的质量比为1:0.1 0.3 ； ⑷所述湿产品在11 (T120°C下干燥至恒重，即得一水硫酸镁。
全文摘要
本发明涉及一种从提硼母液中回收一水硫酸镁的工艺，该工艺包括以下步骤⑴在常压条件下，将初始组成为硫酸镁浓度18%~24%，硼酸浓度0%~4%的提硼母液投入蒸发反应釜中加热至沸腾，并保持温度不变；当提硼母液浓度达到1.397~1.410g/mL或41~42 Be′时，将温度缓慢升至102~105℃；继续加热，当所述提硼母液浓度达到1.468~1.483g/mL或46~47 Be′时，分别得到浓缩液和凝结水A；⑵将所述浓缩液移至结晶器进行恒温蒸发结晶，即得料浆和凝结水B；⑶所述料浆进行热分离，得到一水硫酸镁粗产品；该一水硫酸镁粗产品用所述凝结水A和所述凝结水B的混合液进行洗涤，分别得到湿产品和洗涤液；所述洗涤液返回所述步骤⑴中循环应用；⑷所述湿产品在干燥至恒重，即得一水硫酸镁。本发明具有低能耗、低成本的特点。
文档编号C01F5/40GK103232048SQ20131016229
公开日2013年8月7日 申请日期2013年5月7日 优先权日2013年5月7日
发明者时历杰, 王敏, 李洪岭, 康为清, 赵有璟 申请人:中国科学院青海盐湖研究所