一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统及其提取方法技术方案

本发明专利技术公开了一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统及其提取方法。该方法包括以下步骤：(1)卤水罐内的海水淡化残液加入至反应釜中，再加入过量碱液，并通过搅拌轴搅拌20～30min，然后离心，除去上清液，继续加入过量，质量分数为30％～40％wt的酸液；(2)向电解槽中加入熔融状的混合盐粉末，然后通过离心喷雾干燥机将步骤(1)所得产物加入电解槽中电解，最后收集电解得到的镁液。本发明专利技术可有效的利用海水淡化后的残液，实现金属资源镁的有效提取及利用。

A system for extracting metallic magnesium from desalination residue and its extraction method

The invention discloses a system for extracting metal magnesium from desalination residue and a method for extracting the same. The method comprises the following steps: (1) adding residual seawater desalination liquor in brine tank to the reactor, adding excessive alkali liquor, stirring for 20-30 minutes through a stirring shaft, then centrifuging, removing the supernatant, and continuing to add excessive acidic liquor with a mass fraction of 30-40% wt; (2) adding molten mixed salt powder to the electrolyzer. Then, the product from step (1) is added into the electrolytic cell by centrifugal spray dryer, and then the magnesium solution obtained by electrolysis is collected. The invention can effectively utilize the residual liquid after seawater desalination to realize the effective extraction and utilization of magnesium metal resources.

【技术实现步骤摘要】
一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统及其提取方法
本专利技术属于浓缩海水处理
，具体涉及一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统及其提取方法。
技术介绍
我国对海水的利用大多是用来解决我国淡水资源匮乏。海水中的水资源约占全球水储量的96.5％。海水淡化是解决沿海地区淡水资源紧缺的最重要途径。然而，经淡化后剩余的浓盐水的排放却成了问题，高浓度盐水(卤水)的排放会导致局部地区盐度增加，对周围的生态环境产生致命危害。海水是含有多种可开发利用的元素的无限量地球资源，海水溶存的化学矿物资源量十分巨大，海水中溶存着近80种化学元素，其中就包括金属镁。镁合金是目前工业上可应用的最轻的金属材料，由于它具有较强的比强度、比刚度、减震性、导热性和电磁屏蔽性、无毒无害的绿色特性及易切削性、易铸造成型等综合性能成为现代汽车、航天、航空及电子通讯等行业的重要新型材料，被誉为“21世纪的绿色工程材料”，具有广阔的市场开发应用前景。镁在海水中的含量仅次于钠，储量极丰，是一个天然的镁资源宝库。据估算，每立方米海水中约含有1.3Kg镁。仅死海一处的镁，若能得到充分开发，就可供人类使用上万年，可以说海水是镁金属取之不尽的源泉。我国有漫长的海岸线、丰富的海水及卤水资源，也有多家海水淡化或海水制盐的工厂，但往往在制取淡水或钠盐、钾盐产品后没有充分利用含高浓度镁的母液提取镁盐甚至制金属镁，使得镁资源被浪费且浓海水的排放成了问题。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统及其提取方法，可有效解决现有海水淡化后镁资源浪费的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统，包括依次连通的反应中和系统、离心喷雾干燥机以及电解系统；反应中和系统包括与离心喷雾干燥机连通的反应釜，反应釜外设置有与其连通的若干罐体；反应釜内底部设置有旋转内胆；反应釜顶端设置有延伸至旋转内胆内的搅拌轴；电解系统包括与离心喷雾干燥机连通的电解槽；电解槽内设置有正电极和负电极，并在电解槽底部开有排镁口。进一步地，正电极和负电极之间，以及负电极与排镁口之间，分别设置有第一隔墙和第二隔墙。进一步地，第二隔墙与远离排镁口的一侧内壁之间具有间隙。进一步地，电解槽侧壁上开有分别临近正电极和负电极的氯气排出口与保护气进口。进一步地，电解槽内壁上设置有加热保温层。进一步地，罐体包括相互独立并与反应釜连通的卤水原料桶、碱液原料桶、蒸馏水原料桶、盐酸原料桶以及回收桶；回收桶还与离心喷雾干燥机连通。进一步地，反应釜与离心喷雾干燥机之间依次设置有连通的输料泵和加热罐。采用上述系统提取金属镁的方法，包括以下步骤：(1)将卤水原料桶内的海水淡化残液和碱液原料桶内碱液加入至反应釜中，并通过搅拌轴搅拌20～30min，然后在120～5000r/min的条件下，启动旋转内胆离心10～20min，并在离心过程中加入3～4次去离子水漂洗，然后除去上清液，继续加入酸液原料桶内，质量分数为30％～40％wt的过量酸液；(2)将步骤(1)中制备得到的产物经输料泵和加热罐输送至离心喷雾干燥机中，得到干燥后的粉末，然后再将回收桶内收集的液体输送至离心喷雾干燥机中，回收其内的钠盐及钾盐；(3)将步骤(2)分离得到的粉末输送至电解槽中，然后加入熔融状的混合盐粉末，在电流密度为0.7～1.4A/cm2条件下进行电解，得到电解产生的镁液。进一步地，步骤(1)中碱液为石灰乳或氢氧化钠；酸液为盐酸。进一步地，步骤(3)中混合盐包括重量比为50～55:30～35:10～15的氯化钠、氯化钙和氯化镁。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术解决了海水淡化及工业生产后产生浓缩海水(卤水)的排放问题，既可以避免浓缩海水(卤水)排放造成的生态环境问题，又可以实现金属资源镁的有效提取及利用，该系统整体尺寸不大，适合大中小型场合使用。2、本专利技术可在同一反应釜内进行置换、分离和中和三种反应，大大缩短了反应流程，在制取Mg(OH)2过程中过滤产生的残液，可以继续使用，并进一步的提取钠盐(NaCl)和钾盐(KCl)。3、本专利技术中的离心喷雾干燥机采用循环式热风，可有效地降低能耗、节约能源。4、本专利技术中采用电解法制取的金属镁，具有高的纯度。附图说明图1为本系统的结构示意图。其中，1、反应中和系统；11、反应釜；12、旋转内胆；13、搅拌轴；14、卤水原料桶；15、碱液原料桶；16、蒸馏水原料桶；17、盐酸原料桶；18、回收桶；19、输料泵；2、离心喷雾干燥机；3、电解系统；31、电解槽；32、加热保温层；33、第一隔墙；34、正电极；35、负电极；36、氯气排出口；37、保护气进口；38、第二隔墙39、排镁口。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。实施例1如图1所示，该从海水淡化残液中提取金属镁的系统，包括依次连通的反应中和系统1、离心喷雾干燥机2以及电解系统3，并且，反应中和系统1、离心喷雾干燥机2以及电解系统3均与PLC控制系统连接，均在PLC控制系统的控制下工作，其中，PLC控制系统为STM32F103单片机控制系统。如图1所示，该反应中和系统1包括反应釜11，在反应釜11外还通过进液管连通有若干相互独立的原料桶，包括卤水原料桶14、碱液原料桶15、蒸馏水原料桶16、盐酸原料桶17以及回收桶18，同时，回收桶18还与离心喷雾干燥机2连通，能够通过离心喷雾干燥机2对回收桶18内回收的液体进行干燥，回收回收桶18内的钠盐及钾盐。如图1所示，在反应釜11的内底部设置有旋转内胆12，该旋转内胆12能在电机的带动下转动，同时，其内壁设置有若干层滤布，以用于过滤分离反应产物。如图1所示，在反应釜11的顶端设置有在电机的带动下转动，并延伸至旋转内胆12内部的搅拌轴13，通过搅拌轴13的搅拌，能使旋转内胆12内的成分充分反应。如图1所示，在反应釜11和离心喷雾干燥机2之间还依次连通有输料泵19和加热罐，输料泵19将反应釜11内经旋转内胆12过滤的反应液输送至加热罐中加热，然后再由加热罐进入离心喷雾干燥机2中进行喷雾干燥，经加热罐加热后的反应液，能在离心喷雾干燥机2中快速蒸发，提高装置整体的工作效率。如图1所示，离心喷雾干燥机2为LPG系列高速离心喷雾干燥机，采用循环式热风，可对反应釜11内的反应液充分干燥，使其变成粉末，然后进入电解系统3内进行后续的电解过程。如图1所示，电解系统3包括与离心喷雾干燥机2连通的电解槽31，在电解槽31的内壁设置有加热保温层32，在电解槽31的底部分别开有电解质出口和排镁口39。如图1所示，在电解槽31顶部设置有用于进行电解的正电极34和负电极35，其中，电解质出口位于正电极34一侧，排镁口39位于负电极35一侧，并在排镁口39处设置有用于接收电解产生的镁液的收集罐。如图1所示，在正电极34和负电极35之间，以及负电极35与排镁口39之间，分别设置有第一隔墙33和第二隔墙38，同时，第二隔墙38与远离排本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，包括依次连通的反应中和系统(1)、离心喷雾干燥机(2)以及电解系统(3)；所述反应中和系统(1)包括与离心喷雾干燥机(2)连通的反应釜(11)，所述反应釜(11)外设置有与其连通的若干罐体；所述反应釜(11)内底部设置有旋转内胆(12)；所述反应釜(11)顶端设置有延伸至旋转内胆(12)内的搅拌轴(13)；所述电解系统(3)包括与离心喷雾干燥机(2)连通的电解槽(31)；所述电解槽(31)内设置有正电极(34)和负电极(35)，并在电解槽(31)底部开有排镁口(39)。

【技术特征摘要】
1.一种从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，包括依次连通的反应中和系统(1)、离心喷雾干燥机(2)以及电解系统(3)；所述反应中和系统(1)包括与离心喷雾干燥机(2)连通的反应釜(11)，所述反应釜(11)外设置有与其连通的若干罐体；所述反应釜(11)内底部设置有旋转内胆(12)；所述反应釜(11)顶端设置有延伸至旋转内胆(12)内的搅拌轴(13)；所述电解系统(3)包括与离心喷雾干燥机(2)连通的电解槽(31)；所述电解槽(31)内设置有正电极(34)和负电极(35)，并在电解槽(31)底部开有排镁口(39)。2.根据权利要求1所述的从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，所述正电极(34)和负电极(35)之间，以及负电极(35)与排镁口(39)之间，分别设置有第一隔墙(33)和第二隔墙(38)。3.根据权利要求2所述的从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，所述第二隔墙(38)与远离排镁口(39)的一侧内壁之间具有间隙。4.根据权利要求1所述的从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，所述电解槽(31)侧壁上开有分别临近正电极(34)和负电极(35)的氯气排出口(36)与保护气进口(37)。5.根据权利要求1所述的从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，所述电解槽(31)内壁上设置有加热保温层(32)。6.根据权利要求1所述的从海水淡化残液中提取金属镁的系统，其特征在于，所述罐体包括相互独立并与反应釜(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳阳，张钰雯茜，杨超凡，尹颢，权高峰，
申请(专利权)人：成都天智轻量化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51