硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统及处理方法与流程

本发明涉及一种硫酸镁生产废水的处理系统，尤其涉及一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，本发明还涉及一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，属于工业废液资源化利用技术领域。

背景技术：

硫酸镁在生产过程中有多种结晶盐，可生成一水硫酸镁、二水硫酸镁、三水硫酸镁、五水硫酸镁、六水硫酸镁和七水硫酸镁，其中一水硫酸镁和七水硫酸镁常作为工业产品出售。

目前国内外稀土冶炼硫酸镁废水处理工艺归纳起来主要有蒸发浓缩法、碱法、石灰法等。蒸发浓缩法的蒸汽消耗量大，处理成本最高。碱法可制得氢氧化镁，但是形成硫酸钠母液还需要进一步处理，且工艺过程复杂，母液处理费用比较高。石灰法就是加入氧化钙，与硫酸镁废水反应，产生氢氧化镁和硫酸钙沉淀，反应收率不稳定，硫酸钙的颗粒度小，太过理想化，很难在工业应用上取得成功。以上几种方法在处理稀土冶炼方面起到了一定的作用，但不同程度地存在能耗大、运行费用高，产品不稳定、不易维修、操作，投资较大、占地较多，污水净化效果差，只处理到达标排放，会形成二次母液，水等资源不能回收，不能实现最终处理。

技术实现要素：

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，可在含有混盐的废水溶液中提取硫酸镁、硫酸钙和氯化镁，变废为宝，且实现零排放。

为解决以上技术问题，本发明的一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，包括与进料管g1相连的进料缓存罐1，进料缓存罐1的底部出口与进料泵2的入口相连，进料泵2的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵9与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵14与结晶罐19的入口相连，结晶罐19的出料口通过结晶罐出料泵20与转晶冷却结晶器21的进料口相连，转晶冷却结晶器21的出料口通过转晶出料泵24与离心机25的进料口相连，离心机25的固相出口与流化床53的入口相连；离心机25的液相出口与离心机母液罐一26的入口相连，离心机母液罐一26的底部出口通过板框进料泵29与板框压滤机30的进料口相连，板框压滤机30的液相出口与离心机母液罐二27的入口相连。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：硫酸镁生产废水中含有氯化镁和硫酸钙等杂质，先经过二效蒸发浓缩，硫酸钙饱和结晶，氯化镁和硫酸镁浓缩，再通过二效转料泵9送至一效蒸发装置进行一效蒸发，使硫酸镁饱和产生结晶，氯化镁进一步浓缩，含硫酸镁晶浆的溶液进入结晶罐19中降压蒸发，硫酸镁进一步结晶后，进入转晶冷却结晶器21中进一步冷却结晶，然后由转晶出料泵24送入离心机25进行离心过滤，得到带有结晶水的七水硫酸镁，再送入流化床53干燥，得到纯度为99%以上的一水硫酸镁；离心机25分离出的液相进入离心机母液罐一26中沉降，硫酸钙沉淀至离心机母液罐一26的底部，被板框进料泵29抽出并送入板框压滤机30进行压滤，得到硫酸钙固体。本发明在非纯硫酸镁盐中提取七水硫酸镁，去除且回收其它杂盐，且实现零排放。七水硫酸镁的回收率可达94%，且能将其它杂盐去除实现零排放。

作为本发明的改进，离心机母液罐二27的溢流口通过母液泵28与单效蒸发装置的进料口相连，单效蒸发装置的出料口通过单效出料泵31与反应釜的进料口相连，反应釜的出料口通过反应釜出料泵与刮片机36的入口相连。已回收大部分硫酸镁的母液由母液泵28抽出，送入单效蒸发装置继续蒸发，单效蒸发后的溶液再进入反应釜中加热蒸发，将氯化镁的浓度提高至47%wt；由于氯化镁的沸点很高，纯蒸发无法得到成型的六水氯化镁，本发明将高浓度氯化镁送入刮片机36中冷却，使氯化镁和硫酸钠粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片，几乎不含母液，可以作为融雪剂出售。

作为本发明的进一步改进，一效、二效、单效蒸发装置各自包括依次连接的分离器、加热蒸发器、循环泵和再热蒸发器，二效分离器10、单效分离器15的蒸汽出口均与离心式压缩机52的入口管道相连，一效加热蒸发器6、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的热媒入口均与离心式压缩机52的出口管相连，一效分离器5的蒸汽出口与二效加热蒸发器11及二效再热蒸发器12的热媒入口相连。采用mvr混合蒸发工艺，二效和单效的二次蒸汽进入离心式压缩机，通过离心式压缩机做功后对一效、单效进行加热，一效产生的二次蒸汽再作为二效蒸发装置的热源，利用料液沸点随浓度变化的特点，采用多级蒸发及离心式压缩机52压缩的方式，料液依次在不同级的蒸发器上进行蒸发结晶。与单级蒸发或二级蒸发相比，大大节约了能耗，减少了运行成本，系统连续运行，提高生产效率。在蒸发技术中需蒸发大量水分，需要消耗大量能源加热水产生蒸汽，二次蒸汽的产量较大，且含大量的汽化潜热，本发明将其回收加以利用，两个效体与蒸汽压缩机串联形成闭合回路使蒸汽循环利用。

作为本发明的进一步改进，进料泵2的出口经过一级换热器3与二效蒸发装置的进料口相连，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐一39的入口相连，冷凝水罐一39的出水口通过冷凝水泵一38与一级换热器3的热媒入口相连，一级换热器3的热媒出口与冷凝水回收管相连。一效、二效及单效蒸汽经换热后有大量冷凝水产生，高温冷凝水具有较高的焓值，全部进入冷凝水罐一39回收，作为预热料液的热源；硫酸镁废水通过进料泵2进入一级换热器3，通过与冷凝水换热，硫酸镁废水的温度升高，充分利用系统内部的热量，最终排放冷凝水的温度越低，则整个系统的能量单耗越低。

作为本发明的进一步改进，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的排气口与表冷器一40的进气口相连，表冷器一40的排气口与真空泵一41的入口相连；一级换热器3的出料口与表冷器一40的进料口相连，表冷器一40的出料口与二级换热器4的进料口相连，二级换热器4的出料口与二效蒸发装置的进料口相连；二级换热器4的热媒入口与生蒸汽管g2相连，二级换热器4的冷凝水出口与冷凝水罐一39的入口相连。初步升温后的硫酸镁废水进入表冷器一40继续升温，接着进入二级换热器4，通过生蒸汽将硫酸镁废水的温度加热至87.4℃，降低系统的能源消耗，二级换热器4预热产生的冷凝水回收至冷凝水罐一39，进一步降低能耗。

作为本发明的进一步改进，结晶罐19的顶部排气口与凉水塔42的入口相连，凉水塔42的出口与真空泵二43的入口相连。在真空泵二43的抽吸作用下，结晶罐19的闪蒸蒸汽进入凉水塔42冷凝，凉水塔42利用水作为冷媒，不但吸收系统的热量，而且降低了结晶罐19的内腔压力，大大降低其蒸发温度，使料液的温度迅速下降，有利于硫酸镁的析出。

作为本发明的进一步改进，单效出料泵31的出口与反应釜一32的进料口相连，反应釜一32的出料口通过反应釜出料泵一与反应釜二34的进料口相连，反应釜二34的出料口与反应釜出料泵二35的入口相连；反应釜一32的排气口与表冷器二44的进气口相连，表冷器二44的排气口与真空泵三45的入口相连；反应釜二34的排气口与表冷器三46的进气口相连，表冷器三46的排气口与真空泵四47的入口相连；表冷器二44与表冷器三46的冷凝水出口分别与冷凝水罐二48的入口相连，冷凝水罐二48的出水口通过冷凝水泵二49与冷凝水回收管相连。已分离出硫酸钙和大部分硫酸镁的溶液中主要成分为氯化镁，经单效蒸发装置蒸发浓缩后，进入反应釜一32中继续通过蒸汽加热进行蒸发，在真空泵三45的抽吸作用下，反应釜一32中的不凝性气体排出，蒸发产生的二次蒸汽进入表冷器二44中换热，冷凝水进入冷凝水罐二48中收集；反应釜一32将氯化镁的浓度提高至38%wt后，料液反进入应釜二34继续通过蒸汽加热进行蒸发，在真空泵四47的抽吸作用下，反应釜二34中的不凝性气体排出，蒸发产生的二次蒸汽进入表冷器三46中换热，冷凝水也进入冷凝水罐二48中收集，再由冷凝水泵二49送入冷凝水回收管中对余热加以利用；反应釜二34将氯化镁的浓度提高至47%wt，以便进入刮片机36刮料。

作为本发明的进一步改进，反应釜一32及反应釜二34的热媒入口与生蒸汽管相连，反应釜一32及反应釜二34的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐三50的入口相连，冷凝水罐三50的出水口通过冷凝水泵三51与冷凝水回收管相连。反应釜一32及反应釜二34的蒸发强度比较大，且料液温度比较高，因此采用135℃的生蒸汽作为夹套加热的热源，夹套排放的高温冷凝水进入冷凝水罐三50收集，再由冷凝水泵三51送入冷凝水回收管对余热加以利用。

作为本发明的进一步改进，转晶冷却结晶器21的循环出口通过转晶循环泵23与转晶冷却换热器22的进料口相连，转晶冷却换热器22的出料口与转晶冷却结晶器21的循环入口相连，转晶冷却结晶器21的冷媒出口与冷冻机37的入口相连，冷冻机37的出口与转晶冷却结晶器21的冷媒入口相连。冷冻机37将11℃的冷媒水降温至6℃，送入转晶冷却换热器22的壳程，对料液进行间接冷却，将料液温度降低至35℃，进一步降低硫酸镁的饱和温度，加速其结晶析出。

本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，可在含有混盐的废水溶液中提取硫酸镁、硫酸钙和氯化镁，变废为宝，且实现零排放。

为解决以上技术问题，本发明的硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，依次包括如下步骤，步骤1：进料泵2将含有硫酸镁生产废水从进料缓存罐1中抽出，依次经一级换热器3一次预热，经表冷器一40二次加热，再经二级换热器4三次加热，将原料溶液升温后，与来自二效加热蒸发器11出料，共同被由二效循环泵13送入二效再热蒸发器12再次加热后，进入二效分离器10中进行二效蒸发，含盐溶液进入二效加热蒸发器11中加热并由二效循环泵13维持循环；

步骤2：二效循环泵13的部分出料由二效转料泵9抽出，与来自一效加热蒸发器6的一效物料共同由一效循环泵8送入一效再热蒸发器7再次加热后，进入一效分离器5中进行一效蒸发，一效溶液进入一效加热蒸发器6中加热并由一效循环泵8维持循环；

步骤3：一效分离器5的出料由一效出料泵14送入结晶罐19中进行降压蒸发，硫酸镁进一步结晶，在真空泵二43的抽吸作用下，结晶罐19的顶部排气经凉水塔42冷凝后排放；结晶罐19的出料由结晶罐出料泵20抽出，与来自转晶冷却结晶器21的溢流料共同由转晶循环泵23送入转晶冷却换热器22降温后，回到转晶冷却结晶器21中循环；

步骤4：转晶冷却结晶器21的底部出料由转晶出料泵24送入离心机25进行离心过滤，得到带有结晶水的七水硫酸镁，再送入流化床53干燥，得到纯度为99%以上的一水硫酸镁；离心机25分离出的液相进入离心机母液罐一26中沉降，硫酸钙沉淀至离心机母液罐一26的底部，被板框进料泵29抽出并送入板框压滤机30进行压滤，得到硫酸钙固体，压滤清液进入离心机母液罐二27中；

步骤5：离心机母液罐二27的溢流母液由母液泵28抽出，与来自单效加热蒸发器16的出料共同被单效循环泵18送入单效再热蒸发器17再次加热，然后进入单效分离器15中进行单效蒸发，单效溶液进入单效加热蒸发器16中加热并由单效循环泵18维持循环；

步骤6：单效分离器15的出料由单效出料泵31送入反应釜一32中加热搅拌并蒸发，反应釜一32的出料由反应釜转料泵一33送入反应釜二34中继续加热搅拌并蒸发，反应釜二34的出料由反应釜出料泵二35送入刮片机36中冷却粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片。

作为本发明的改进，从二效分离器10顶部排出的二效蒸汽和从单效分离器15顶部排出的单效蒸汽均经离心式压缩机52压缩后作为一效加热蒸发器6、一效再热蒸发器7、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的热源；从一效分离器5顶部排出的一效蒸汽作为二效加热蒸发器11及二效再热蒸发器12的热源。

作为本发明的进一步改进，二级换热器4的热侧采用生蒸汽作为热源，二级换热器4、一效加热蒸发器6、一效再热蒸发器7、二效加热蒸发器11、二效再热蒸发器12、单效加热蒸发器16和单效再热蒸发器17热侧的冷凝水分别排入冷凝水罐一39，冷凝水泵一38将冷凝水罐一39中的高温冷凝水送入一级换热器3的热侧作为热源，一级换热器3热侧排出的冷凝水进入冷凝水回收管回收；在真空泵一41的抽吸作用下，冷凝水罐一39的闪蒸蒸汽进入表冷器一40换热，冷凝水也进入冷凝水罐一39。

作为本发明的进一步改进，反应釜一32及反应釜二34的热侧采用生蒸汽作为夹套加热的热源，反应釜一32及反应釜二34夹套排放的冷凝水进入冷凝水罐三50暂存，然后由冷凝水泵三51抽出送入冷凝水回收管回收；在真空泵三45的抽吸下，从反应釜一32顶部排出的闪蒸蒸汽进入表冷器二44冷凝，冷凝水进入冷凝水罐二48中暂存；在真空泵四47的抽吸下，从反应釜二34顶部排出的闪蒸蒸汽进入表冷器三46冷凝，冷凝水也进入冷凝水罐二48中暂存，然后由冷凝水泵二49抽出，送入冷凝水回收管回收。

作为本发明的进一步改进，生蒸汽的温度为135℃，二效分离器10排出的二效蒸汽及单效分离器15排出的单效蒸汽温度均为85℃，离心式压缩机52出口的压缩蒸汽温度为105℃，一效分离器5排放的一效蒸汽温度为93℃；经二级换热器4加热后的原料溶液温度及二效分离器10的物料循环温度均为87.4℃，一效分离器5的物料循环温度均为101℃，结晶罐19的出料温度为55℃，转晶冷却结晶器21的出料温度为35℃；单效分离器15的物料循环及出料温度为98℃，反应釜一32的出料温度为100℃，反应釜二34的出料温度为110℃。

作为本发明的进一步改进，硫酸镁生产废水中含有1.25%wt的氯化镁，12.5%wt的硫酸镁和0.2%wt的硫酸钙，经二效蒸发浓缩后，溶液中含有2.06%wt的氯化镁和20.6%wt的硫酸镁，硫酸钙结晶；经一效蒸发继续浓缩后，部分硫酸镁结晶，一效分离器5排出含硫酸镁晶浆的溶液中含有14.4%wt的氯化镁和14%wt的硫酸镁；然后进入结晶罐19中降压蒸发，硫酸镁进一步结晶后，溶液中含有16%wt的氯化镁和11%wt的硫酸镁；接着进入转晶冷却结晶器21中进一步冷却，硫酸镁进一步结晶后，溶液中含有19%wt的氯化镁和5%wt的硫酸镁；压滤清液进入离心机母液罐二27中，由母液泵28送至单效分离器15中进行单效蒸发，单效排出的溶液中含有25%wt的氯化镁和6.58%wt的硫酸镁；单效排出液进入反应釜一32中继续加热蒸发，使氯化镁浓度提高至38%wt，硫酸镁浓度提高至10%wt；然后进入反应釜二34中继续加热蒸发，使氯化镁浓度提高至47%wt，硫酸镁浓度提高至12.4%wt。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：1、硫酸镁生产废水先经过二效蒸发浓缩，二效中的氯化镁浓度仅为2.06%wt，20.6%wt的硫酸镁，未达到其饱和浓度30%wt，因此仅硫酸钙首先达到饱和结晶，由于硫酸钙的颗粒小，无法通过离心机进行分离，本发明采取先将硫酸钙留在二效溶液中，进入一效继续蒸发浓缩。

2、经一效蒸发，氯化镁浓度达到14.4%wt，硫酸镁的饱和浓度降至14%wt，大量硫酸镁结晶，含硫酸镁晶浆的溶液进入结晶罐19中降压蒸发，然后进入转晶冷却结晶器21进一步冷却结晶，再通过离心机25将93.5%的七水硫酸镁分离出来，经流化床53干燥后，得到纯度为99%以上的高纯度一水硫酸镁，可直接作为工业制成品销售。

3、由于硫酸钙的颗粒小，进入离心机母液罐一26中沉淀，通过板框压滤机30压滤出来。此时由于溶液量已大幅度下降，且硫酸钙的含量很少，板框压滤机30的负荷很轻。

4、已分离出的硫酸镁和硫酸钙的剩余溶液中主要成分为氯化镁和少量剩余的硫酸镁，且溶液量进一步下降，将其送入单效蒸发装置进行进一步浓缩，然后再通过反应釜一32和反应釜二34继续蒸发浓缩，针对氯化镁沸点很高的特点，将高浓度氯化镁送入刮片机36中冷却，使氯化镁和硫酸钠粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片，几乎不含母液，可以作为融雪剂出售。

5、本发明根据料液中各盐类的沸点、浓度和晶体粒度的差异，进行分类回收，不仅实现了所有盐的分类回收，得到可以销售的工业制成品，而且整个生产过程实现污染物的零排放。

6、本发明采用mvr混合蒸发工艺，二效和单效的二次蒸汽进入离心式压缩机，通过离心式压缩机压缩后对一效、单效进行加热，一效产生的二次蒸汽再作为二效蒸发装置的热源，采用多级蒸发及离心式压缩机52压缩组合的方式，不同性质的料液依次在不同级的蒸发器上进行蒸发结晶。与单级蒸发或二级蒸发相比，大大节约了能耗，减少了运行成本，系统可以零排放连续运行，且生产效率高。

7、一效、二效及单效蒸发器经换热后有大量冷凝水产生，高温冷凝水具有较高的焓值，全部进入冷凝水罐一39回收，进入一级换热器3作为料液一级预热的热源；一效、二效及单效冷凝水的闪蒸蒸汽及高温不凝性气体作通过表冷器一40对料液进行二级加热；生蒸汽通过二级换热器4对料液进行三级加热，通过三级加热后，料液进入二效循环，最低温度的余热与最低温度的料液换热，升温后的料液与高温余热进行换热，如此根据余热的焓值及温度高低，实现余热的梯级利用，进一步降低了整个系统的能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统实施例一的流程图。

图2为本发明硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统实施例二的流程图。

图中：1.进料缓存罐；2.进料泵；3.一级换热器；4.二级换热器；5.一效分离器；6.一效加热蒸发器；7.一效再热蒸发器；8.一效循环泵；9.二效转料泵；10.二效分离器；11.二效加热蒸发器；12.二效再热蒸发器；13.二效循环泵；14.一效出料泵；15.单效分离器；16.单效加热蒸发器；17.单效再热蒸发器；18.单效循环泵；19.结晶罐；20.结晶罐出料泵；21.转晶冷却结晶器；22.转晶冷却换热器；23.转晶循环泵；24.转晶出料泵；25.离心机；26.离心机母液罐一；27.离心机母液罐二；28.母液泵；29.板框进料泵；30.板框压滤机；31.单效出料泵；32.反应釜一；33.反应釜转料泵一；34.反应釜二；35.反应釜出料泵二；36.刮片机；37.冷冻机；38.冷凝水泵一；39.冷凝水罐一；40.表冷器一；41.真空泵一；42.凉水塔；43.真空泵二；44.表冷器二；45.真空泵三；46.表冷器三；47.真空泵四；48.冷凝水罐二；49.冷凝水泵二；50.冷凝水罐三；51.冷凝水泵三；52.离心式压缩机；53.流化床；g1.进料管；g2.生蒸汽管。

具体实施方式

如图1所示，本发明的硫酸镁生产废水零排放资源化处理系统，包括与进料管g1相连的进料缓存罐1，进料缓存罐1的底部出口与进料泵2的入口相连，进料泵2的出口与二效蒸发装置的进料口相连，二效蒸发装置的出料口通过二效转料泵9与一效蒸发装置的进料口相连，一效蒸发装置的出料口通过一效出料泵14与结晶罐19的入口相连，结晶罐19的出料口通过结晶罐出料泵20与转晶冷却结晶器21的进料口相连，转晶冷却结晶器21的出料口通过转晶出料泵24与离心机25的进料口相连，离心机25的固相出口与流化床53的入口相连；离心机25的液相出口与离心机母液罐一26的入口相连，离心机母液罐一26的底部出口通过板框进料泵29与板框压滤机30的进料口相连，板框压滤机30的液相出口与离心机母液罐二27的入口相连。

硫酸镁生产废水中含有氯化镁和硫酸钙等杂质，先经过二效蒸发浓缩，硫酸钙饱和结晶，氯化镁和硫酸镁浓缩，再通过二效转料泵9送至一效蒸发装置进行一效蒸发，使硫酸镁饱和产生结晶，氯化镁进一步浓缩，含硫酸镁晶浆的溶液进入结晶罐19中降压蒸发，硫酸镁进一步结晶后，进入转晶冷却结晶器21中进一步冷却结晶，然后由转晶出料泵24送入离心机25进行离心过滤，得到带有结晶水的七水硫酸镁，再送入流化床53干燥，得到纯度为99%以上的一水硫酸镁；离心机25分离出的液相进入离心机母液罐一26中沉降，硫酸钙沉淀至离心机母液罐一26的底部，被板框进料泵29抽出并送入板框压滤机30进行压滤，得到硫酸钙固体。本发明在非纯硫酸镁盐中提取七水硫酸镁，去除且回收其它杂盐，且实现零排放。七水硫酸镁的回收率可达94%，且能将其它杂盐去除实现零排放。

离心机母液罐二27的溢流口通过母液泵28与单效蒸发装置的进料口相连，单效蒸发装置的出料口通过单效出料泵31与反应釜的进料口相连，反应釜的出料口通过反应釜出料泵与刮片机36的入口相连。已回收大部分硫酸镁的母液由母液泵28抽出，送入单效蒸发装置继续蒸发，单效蒸发后的溶液再进入反应釜中加热蒸发，将氯化镁的浓度提高至47%wt；由于氯化镁的沸点很高，纯蒸发无法得到成型的六水氯化镁，本发明将高浓度氯化镁送入刮片机36中冷却，使氯化镁和硫酸钠粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片，几乎不含母液，可以作为融雪剂出售。

一效、二效、单效蒸发装置各自包括依次连接的分离器、加热蒸发器、循环泵和再热蒸发器，二效分离器10、单效分离器15的蒸汽出口均与离心式压缩机52的入口管道相连，一效加热蒸发器6、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的热媒入口均与离心式压缩机52的出口管相连，一效分离器5的蒸汽出口与二效加热蒸发器11及二效再热蒸发器12的热媒入口相连。

采用mvr混合蒸发工艺，二效和单效的二次蒸汽温度均为85℃，进入离心式压缩机，离心式压缩机52出口的压缩蒸汽温度为105℃，对一效、单效进行加热，一效产生的二次蒸汽温度为93℃，作为二效蒸发装置的热源，利用料液沸点随浓度变化的特点，采用多级蒸发及离心式压缩机52压缩的方式，料液依次在不同级的蒸发器上进行蒸发结晶。与单级蒸发或二级蒸发相比，大大节约了能耗，减少了运行成本，系统连续运行，提高生产效率。在蒸发技术中需蒸发大量水分，需要消耗大量能源加热水产生蒸汽，二次蒸汽的产量较大，且含大量的汽化潜热，本发明将其回收加以利用，两个效体与蒸汽压缩机串联形成闭合回路使蒸汽循环利用。

进料泵2的出口经过一级换热器3与二效蒸发装置的进料口相连，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐一39的入口相连，冷凝水罐一39的出水口通过冷凝水泵一38与一级换热器3的热媒入口相连，一级换热器3的热媒出口与冷凝水回收管相连。一效、二效及单效蒸汽经换热后有大量冷凝水产生，高温冷凝水具有较高的焓值，全部进入冷凝水罐一39回收，作为预热料液的热源；硫酸镁废水通过进料泵2进入一级换热器3，通过与冷凝水换热，硫酸镁废水的温度升高，充分利用系统内部的热量，最终排放冷凝水的温度越低，则整个系统的能量单耗越低。

如图2所示，一效加热蒸发器6、二效加热蒸发器11、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的排气口与表冷器一40的进气口相连，表冷器一40的排气口与真空泵一41的入口相连；一级换热器3的出料口与表冷器一40的进料口相连，表冷器一40的出料口与二级换热器4的进料口相连，二级换热器4的出料口与二效蒸发装置的进料口相连；二级换热器4的热媒入口与生蒸汽管g2相连，二级换热器4的冷凝水出口与冷凝水罐一39的入口相连。初步升温后的硫酸镁废水进入表冷器一40继续升温，接着进入二级换热器4，通过135℃的生蒸汽将硫酸镁废水的温度加热至87.4℃，降低系统的能源消耗，二级换热器4预热产生的冷凝水回收至冷凝水罐一39，进一步降低能耗。

结晶罐19的顶部排气口与凉水塔42的入口相连，凉水塔42的出口与真空泵二43的入口相连。在真空泵二43的抽吸作用下，结晶罐19的闪蒸蒸汽进入凉水塔42冷凝，凉水塔42利用水作为冷媒，不但吸收系统的热量，而且降低了结晶罐19的内腔压力，大大降低其蒸发温度，使料液的温度迅速下降，有利于硫酸镁的析出。

单效出料泵31的出口与反应釜一32的进料口相连，反应釜一32的出料口通过反应釜出料泵一与反应釜二34的进料口相连，反应釜二34的出料口与反应釜出料泵二35的入口相连；反应釜一32的排气口与表冷器二44的进气口相连，表冷器二44的排气口与真空泵三45的入口相连；反应釜二34的排气口与表冷器三46的进气口相连，表冷器三46的排气口与真空泵四47的入口相连；表冷器二44与表冷器三46的冷凝水出口分别与冷凝水罐二48的入口相连，冷凝水罐二48的出水口通过冷凝水泵二49与冷凝水回收管相连。

已分离出硫酸钙和大部分硫酸镁的溶液中主要成分为氯化镁，经单效蒸发装置蒸发浓缩后，进入反应釜一32中继续通过蒸汽加热进行蒸发，在真空泵三45的抽吸作用下，反应釜一32中的不凝性气体排出，蒸发产生的二次蒸汽进入表冷器二44中换热，冷凝水进入冷凝水罐二48中收集；反应釜一32将氯化镁的浓度提高至38%wt后，料液反进入应釜二34继续通过蒸汽加热进行蒸发，在真空泵四47的抽吸作用下，反应釜二34中的不凝性气体排出，蒸发产生的二次蒸汽进入表冷器三46中换热，冷凝水也进入冷凝水罐二48中收集，再由冷凝水泵二49送入冷凝水回收管中对余热加以利用；反应釜二34将氯化镁的浓度提高至47%wt，以便进入刮片机36刮料。

反应釜一32及反应釜二34的热媒入口与生蒸汽管g2相连，反应釜一32及反应釜二34的冷凝水出口分别通过冷凝水排放管与冷凝水罐三50的入口相连，冷凝水罐三50的出水口通过冷凝水泵三51与冷凝水回收管相连。反应釜一32及反应釜二34的蒸发强度比较大，且料液温度比较高，因此采用135℃的生蒸汽作为夹套加热的热源，夹套排放的高温冷凝水进入冷凝水罐三50收集，再由冷凝水泵三51送入冷凝水回收管对余热加以利用。

转晶冷却结晶器21的循环出口通过转晶循环泵23与转晶冷却换热器22的进料口相连，转晶冷却换热器22的出料口与转晶冷却结晶器21的循环入口相连，转晶冷却结晶器21的冷媒出口与冷冻机37的入口相连，冷冻机37的出口与转晶冷却结晶器21的冷媒入口相连。冷冻机37将11℃的冷媒水降温至6℃，送入转晶冷却换热器22的壳程，对料液进行间接冷却，将料液温度降低至35℃，进一步降低硫酸镁的饱和温度，加速其结晶析出。

本发明的硫酸镁生产废水零排放资源化处理方法，依次包括如下步骤，步骤1：硫酸镁生产废水中含有1.25%wt的氯化镁，12.5%wt的硫酸镁和0.2%wt的硫酸钙，进料泵2将含有硫酸镁生产废水从进料缓存罐1中抽出，依次经一级换热器3一次预热，经表冷器一40二次加热，再经二级换热器4三次加热，将原料溶液升温至87.4℃，二效分离器10的物料循环温度也为87.4℃，与来自二效加热蒸发器11出料，共同被由二效循环泵13送入二效再热蒸发器12再次加热后，进入二效分离器10中进行二效蒸发，含盐溶液进入二效加热蒸发器11中加热并由二效循环泵13维持循环；经二效蒸发浓缩后，溶液中含有2.06%wt的氯化镁和20.6%wt的硫酸镁，硫酸钙结晶；从二效分离器10顶部排出的二效蒸汽经离心式压缩机52压缩后作为一效加热蒸发器6、一效再热蒸发器7、单效加热蒸发器16及单效再热蒸发器17的热源；

步骤2：二效循环泵13的部分出料由二效转料泵9抽出，与来自一效加热蒸发器6的一效物料共同由一效循环泵8送入一效再热蒸发器7再次加热后，进入一效分离器5中进行一效蒸发，一效溶液进入一效加热蒸发器6中加热并由一效循环泵8维持循环，一效分离器5的物料循环温度为101℃，经一效蒸发继续浓缩后，部分硫酸镁结晶，一效分离器5排出含硫酸镁晶浆的溶液中含有14.4%wt的氯化镁和14%wt的硫酸镁；从一效分离器5顶部排出的一效蒸汽作为二效加热蒸发器11及二效再热蒸发器12的热源；

步骤3：一效分离器5的出料由一效出料泵14送入结晶罐19中进行降压蒸发，结晶罐19的出料温度为55℃，硫酸镁进一步结晶后，溶液中含有16%wt的氯化镁和11%wt的硫酸镁；在真空泵二43的抽吸作用下，结晶罐19的顶部排气经凉水塔42冷凝后排放；结晶罐19的出料由结晶罐出料泵20抽出，与来自转晶冷却结晶器21的溢流料共同由转晶循环泵23送入转晶冷却换热器22降温至35℃，回到转晶冷却结晶器21中循环，硫酸镁进一步结晶后，溶液中含有19%wt的氯化镁和5%wt的硫酸镁；

步骤4：转晶冷却结晶器21的底部出料由转晶出料泵24送入离心机25进行离心过滤，得到带有结晶水的七水硫酸镁，再送入流化床53干燥，得到纯度为99%以上的一水硫酸镁；离心机25分离出的液相进入离心机母液罐一26中沉降，硫酸钙沉淀至离心机母液罐一26的底部，被板框进料泵29抽出并送入板框压滤机30进行压滤，得到硫酸钙固体，压滤清液进入离心机母液罐二27中；

步骤5：离心机母液罐二27的溢流母液由母液泵28抽出，与来自单效加热蒸发器16的出料共同被单效循环泵18送入单效再热蒸发器17再次加热，然后进入单效分离器15中进行单效蒸发，单效溶液进入单效加热蒸发器16中加热并由单效循环泵18维持循环，单效分离器15的物料循环及出料温度为98℃，单效排出的溶液中含有25%wt的氯化镁和6.58%wt的硫酸镁；从单效分离器15顶部排出的单效蒸汽也进离心式压缩机52压缩；

步骤6：单效分离器15的出料由单效出料泵31送入反应釜一32中加热至100℃，并搅拌蒸发，反应釜一32的出料使氯化镁浓度提高至38%wt，硫酸镁浓度提高至10%wt；由反应釜转料泵一33送入反应釜二34中继续加热至110℃，并搅拌蒸发，反应釜二34的出料使氯化镁浓度提高至47%wt，硫酸镁浓度提高至12.4%wt，由反应釜出料泵二35送入刮片机36中冷却粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片。

二级换热器4的热侧采用生蒸汽作为热源，二级换热器4、一效加热蒸发器6、一效再热蒸发器7、二效加热蒸发器11、二效再热蒸发器12、单效加热蒸发器16和单效再热蒸发器17热侧的冷凝水分别排入冷凝水罐一39，冷凝水泵一38将冷凝水罐一39中的高温冷凝水送入一级换热器3的热侧作为热源，一级换热器3热侧排出的冷凝水进入冷凝水回收管回收；在真空泵一41的抽吸作用下，冷凝水罐一39的闪蒸蒸汽进入表冷器一40换热，冷凝水也进入冷凝水罐一39。

反应釜一32及反应釜二34的热侧采用生蒸汽作为夹套加热的热源，反应釜一32及反应釜二34夹套排放的冷凝水进入冷凝水罐三50暂存，然后由冷凝水泵三51抽出送入冷凝水回收管回收；在真空泵三45的抽吸下，从反应釜一32顶部排出的闪蒸蒸汽进入表冷器二44冷凝，冷凝水进入冷凝水罐二48中暂存；在真空泵四47的抽吸下，从反应釜二34顶部排出的闪蒸蒸汽进入表冷器三46冷凝，冷凝水也进入冷凝水罐二48中暂存，然后由冷凝水泵二49抽出，送入冷凝水回收管回收。

硫酸镁生产废水先经过二效蒸发浓缩，二效中的氯化镁浓度仅为2.06%wt，20.6%wt的硫酸镁，未达到其饱和浓度30%wt，因此仅硫酸钙首先达到饱和结晶，由于硫酸钙的颗粒小，无法通过离心机进行分离，本发明采取先将硫酸钙留在二效溶液中，进入一效继续蒸发浓缩。

经一效蒸发，氯化镁浓度达到14.4%wt，硫酸镁的饱和浓度降至14%wt，大量硫酸镁结晶，含硫酸镁晶浆的溶液进入结晶罐19中降压蒸发，然后进入转晶冷却结晶器21进一步冷却结晶，再通过离心机25将93.5%的七水硫酸镁分离出来，经流化床53干燥后，得到纯度为99%以上的高纯度一水硫酸镁，可直接作为工业制成品销售。

由于硫酸钙的颗粒小，进入离心机母液罐一26中沉淀，通过板框压滤机30压滤出来。此时由于溶液量已大幅度下降，且硫酸钙的含量很少，板框压滤机30的负荷很轻。

已分离出的硫酸镁和硫酸钙的剩余溶液中主要成分为氯化镁和少量剩余的硫酸镁，且溶液量进一步下降，将其送入单效蒸发装置进行进一步浓缩，然后再通过反应釜一32和反应釜二34继续蒸发浓缩，针对氯化镁沸点很高的特点，将高浓度氯化镁送入刮片机36中冷却，使氯化镁和硫酸钠粘壁，通过刮刀刮料得到含硫酸镁的氯化镁卤片，几乎不含母液，可以作为融雪剂出售。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。