本發(fā)明屬于廢水資源化處理技術(shù)領域，特別涉及一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水的資源化處理工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

濕法冶鎳、鈷行業(yè)廣泛使用氨、氫氧化鎂等作為沉淀劑或中和劑，生產(chǎn)過程會副產(chǎn)大量含有硫酸銨、硫酸鎂混合溶液，如氧化鈷產(chǎn)品工藝，每噸氧化鈷產(chǎn)品會副產(chǎn)一百多噸硫酸銨硫酸鎂混合溶液。這部分混合溶液由于氨對鎂的溶解度較高，硫酸銨硫酸鎂共結(jié)晶性質(zhì)，很難通過結(jié)晶分離的方式低成本有效分離，而混合物缺少市場需求。目前典型的工藝是使用氧化鈣處理，蒸發(fā)出氨氣同時副產(chǎn)大量硫酸鈣、氫氧化鎂和氫氧化鈣混合廢渣，每噸廢水產(chǎn)生50千克廢渣，不僅費用很高，給企業(yè)做成巨大壓力，還造成環(huán)境的二次污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、處理成本低、能有效實現(xiàn)廢水各組分資源化利用和廢水廢渣零排放的一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝及系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明的一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝，它包括如下步驟：

1、混合廢水一次沉淀分離鎂離子

在反應釜中，開啟攪拌，依次加入硫酸鎂硫酸銨混合廢水和氨水，或者依次加入硫酸鎂硫酸銨混合廢水和碳酸銨，保持反應體系PH值在8.5-12，反應過程控制溫度在50-70℃，混合攪拌20-40min，發(fā)生一次沉淀反應；反應后物料過濾得氫氧化鎂或碳酸鎂濾餅，濾餅去步驟3，母液去步驟2，尾氣進入吸收塔制取氨水，氨水去步驟1和步驟4，再次進入系統(tǒng)循環(huán)反應；

2、二次沉淀鎂離子

來自步驟1的母液進入沉淀器進行二次沉淀反應，加入沉淀劑，調(diào)節(jié)溶液PH值為9-12，反應30-50min后加入絮凝劑發(fā)生絮凝反應，反應后物料過濾分離余量鎂離子沉淀物，沉淀物烘干；母液輸送至步驟4，尾氣進入吸收塔制取氨水，氨水去步驟1和步驟4，再次進入系統(tǒng)循環(huán)反應；所述沉淀劑為磷酸氫鎂、磷酸銨、偏硅酸鹽中的一種或幾種，絮凝劑為聚丙烯酰胺、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁中的一種；

3、煅燒鎂沉淀生產(chǎn)氧化鎂

來自步驟1的氫氧化鎂或碳酸鎂濾餅，在600-1200℃煅燒，得到高純度氧化鎂產(chǎn)品；

4、回收硫酸銨

來自步驟2的硫酸銨溶液與尾氣回收制取的氨水，經(jīng)過濃縮結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品。

本發(fā)明的工作機理：步驟1反應體系保持PH值8.5以上，可以提高鎂離子的沉淀效率，也有利于滿足二次沉淀分離鎂離子的PH值，氨充分利用，基本不增加系統(tǒng)運行成本。步驟2二次沉淀，加入所述沉淀劑可以最大程度分離銨體系中的鎂離子，絮凝劑可以提高分離效率，使系統(tǒng)鎂離子可以減少到要求含量，得到高品質(zhì)硫酸銨溶液。

本發(fā)明的另一目的是提供一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理系統(tǒng)，包括一次循環(huán)反應釜，一次壓濾機，二次沉淀釜，二次壓濾機，煅燒系統(tǒng)，硫酸銨回收系統(tǒng)和尾氣吸收系統(tǒng)；一次循環(huán)反應釜的出口與一次壓濾機的進口連接，一次壓濾機的固體出口連接煅燒系統(tǒng)進口，一次壓濾機的液體出口連接二次沉淀釜進口，二次沉淀釜的出口連接二次壓濾機的進口，二次壓濾機的固體出口出渣，二次壓濾機的液體出口連接硫酸銨回收系統(tǒng)的進口，各裝置產(chǎn)生的尾氣進入尾氣吸收系統(tǒng)，尾氣吸收系統(tǒng)的液體出口連接一次循環(huán)反應釜和硫酸銨回收系統(tǒng)的進口。

該系統(tǒng)工作時：混合廢水與氨水，或者混合廢水與碳酸銨溶液進入一次循環(huán)反應釜進行一次沉淀反應，反應后物料進入一次壓濾機壓濾，濾餅進入煅燒系統(tǒng)煅燒得到高純度氧化鎂產(chǎn)品，濾液進入二次沉淀釜進行二次沉淀反應，反應后物料進入二次壓濾機壓濾，濾餅作為鎂肥使用，濾液進入硫酸銨回收系統(tǒng)，經(jīng)過濃縮結(jié)晶，得到硫酸銨產(chǎn)品；過程中產(chǎn)生的氨氣進入尾氣吸收系統(tǒng)，制取氨水后返回一次循環(huán)反應釜和硫酸銨回收系統(tǒng)循環(huán)反應。

本發(fā)明的硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝避開了硫酸銨硫酸鎂互溶、共結(jié)晶的難分離特性，采用分段沉淀分離出鎂離子，生產(chǎn)高品質(zhì)氧化鎂和硫酸銨產(chǎn)品，以及副產(chǎn)微量鎂肥，低成本實現(xiàn)了廢水組分資源化利用，大幅降低廢液處理成本，同時實現(xiàn)了廢水廢渣零排放；本發(fā)明同時設計了實現(xiàn)本工藝的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計合理，易于工業(yè)化實施。本發(fā)明為硫酸鎂硫酸銨混合廢水處理提供了簡便、低成本工藝和系統(tǒng)，同時也可以用于其他含銨、鎂溶液的資源化處置，該工藝和系統(tǒng)具有推廣價值，有顯著的技術(shù)經(jīng)濟效果和巨大的社會效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝的流程圖。

圖2為本發(fā)明硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝，步驟如下：

1、混合廢水一次沉淀分離鎂離子

在一次循環(huán)反應釜中，開啟攪拌，依次加入含鎂2%的硫酸銨硫酸鎂混合廢水和碳酸銨溶液，保持反應體系PH值在9.5，反應過程控制溫度在65℃，混合攪拌40min，發(fā)生一次沉淀反應；反應后物料進入一次壓濾機壓濾得碳酸鎂濾餅，濾餅去步驟3，母液含有硫酸銨和0.1%-0.5%的鎂離子，輸送去二次沉淀釜，尾氣進入吸收塔制取氨水，制取的氨水加入碳酸銨溶液和硫酸銨回收系統(tǒng)，參與循環(huán)反應。

2、二次沉淀鎂離子

來自步驟1的母液進入二次沉淀釜進行二次沉淀反應，加入沉淀劑磷酸銨，保持PH值為11，反應40min后加入聚丙烯酰胺絮凝劑發(fā)生絮凝反應，反應后物料進入二次壓濾機分離鎂離子沉淀物，沉淀物烘干后作為鎂肥使用，母液為高純度硫酸銨溶液，輸送至硫酸銨回收系統(tǒng)，尾氣進入吸收塔制取氨水，制取的氨水加入碳酸銨溶液和硫酸銨回收系統(tǒng)，參與循環(huán)反應。

3、煅燒鎂沉淀生產(chǎn)氧化鎂

將來自步驟1的碳酸鎂濾餅在850℃下煅燒，得到含量99%的高純氧化鎂產(chǎn)品。

4、回收硫酸銨

來自步驟2的硫酸銨溶液與尾氣回收制取的氨水，經(jīng)過濃縮結(jié)晶，得到符合國標的硫酸銨產(chǎn)品。

實施例2

一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理工藝，步驟如下：

1、混合廢水一次沉淀分離鎂離子

在一次循環(huán)反應釜中，開啟攪拌，依次加入含鎂4%的硫酸銨硫酸鎂混合廢水和氨水溶液，保持反應體系PH值在10.5，反應過程控制溫度在55℃，混合攪拌45min后，發(fā)生一次沉淀反應；反應后物料進入一次壓濾機壓濾，濾餅去步驟3，母液含有硫酸銨和0.1%-0.5%的鎂離子，輸送去二次沉淀釜，尾氣進入吸收塔制取氨水，制取的氨水加入碳酸銨溶液和硫酸銨回收系統(tǒng)，參與循環(huán)反應。

2、二次沉淀鎂離子

來自步驟1的母液進入二次沉淀釜進行二次沉淀反應，加入沉淀劑偏硅酸銨，保持PH值為10.5，反應45min后加入聚合硫酸鐵絮凝劑發(fā)生絮凝反應，反應后物料進入二次壓濾機分離鎂離子沉淀物，沉淀物烘干后作為鎂肥使用，母液為高純度硫酸銨溶液，輸送至步驟4，尾氣進入吸收塔制取氨水，制取的氨水加入碳酸銨溶液和硫酸銨回收系統(tǒng)，參與循環(huán)反應。

3、煅燒鎂沉淀生產(chǎn)氧化鎂

將來自步驟1的氫氧化鎂濾餅在880℃下煅燒，得到含量99%的高純氧化鎂產(chǎn)品。

4、回收硫酸銨

來自步驟2的硫酸銨溶液與尾氣回收制取的氨水，經(jīng)過濃縮結(jié)晶，得到符合國標的硫酸銨產(chǎn)品。

實施例3

如圖2所示，本實施例描述的一種硫酸鎂硫酸銨混合廢水資源化處理系統(tǒng)，包括一次循環(huán)反應釜1，一次壓濾機2，二次沉淀釜3，二次壓濾機4，煅燒系統(tǒng)5，硫酸銨回收系統(tǒng)6和尾氣吸收系統(tǒng)7；一次循環(huán)反應釜1的出口與一次壓濾機2的進口連接，一次壓濾機2的固體出口連接煅燒系統(tǒng)5的進口，一次壓濾機2的液體出口連接二次沉淀釜3的進口，二次沉淀釜3的出口連接二次壓濾機4的進口，二次壓濾機4的固體出口出渣，二次壓濾機4的液體出口連接硫酸銨回收系統(tǒng)6的進口，各裝置產(chǎn)生的尾氣進入尾氣吸收系統(tǒng)7，尾氣吸收系統(tǒng)7的液體出口連接一次循環(huán)反應釜1和硫酸銨回收系統(tǒng)6的進口。