一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法技术

本发明专利技术提供了一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，属于固体废弃物处理技术领域。本发明专利技术利用碱渣为原料，通过水洗去除可溶性盐，再经过热处理将碳酸盐和氢氧化物相转化为氧化物相，然后通过相转移的方法使其中的钙、镁得到较好的分离，其中钙离子进入液相，镁元素进入固相，最后由相转移后的含钙溶液制备得到碳酸钙产品，同时固相中的镁元素得到富集，可以用于生产镁产品。

A method of using alkali residue to separate calcium and magnesium by phase transfer

【技术实现步骤摘要】
一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法
本专利技术属于固体废弃物处理
，尤其涉及一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法。
技术介绍
碱渣，又称白泥，是氨碱法制纯碱过程中产生的废渣，每生产1吨纯碱，约产生300千克碱渣。对于碱渣的处理，通常采取堆积的方式，其堆存和排放已造成严重的资源浪费和环境污染，大量的碱渣沉积后形成一片“白海”，造成了周围土壤和地下水的污染。碱渣的主要成分和含量取决于制碱原料的成分。目前，各碱厂的制碱工艺大同小异，故碱渣成分基本类似，主要有CaCO3、CaCl2、Mg(OH)2和NaCl等，同时含有少量的SiO2、Al2O3和其他盐、水不溶物等。随着整个社会环保意识的增强，以及对二次资源开发利用重视程度的提高，碱渣的综合利用得到了广泛的关注。目前，碱渣的主要利用方法有：1)工程建筑材料方面：碱渣水泥、碱渣土、碱渣砖、建筑砂浆改良剂等；2)化工方面：烟气脱硫和橡胶填料等；3)农渔业方面：土壤改良剂或钙镁复合肥、海水养殖池底或水质改良剂等；4)环境保护方面：治理赤潮和水华、制杀菌保健品等。在工程建筑材料领域，由于碱渣的高碱性、高氯含量使其难以大规模掺入建筑材料，限制了碱渣的使用量，同时由于碱渣中含有大量的可溶性盐和氯离子，严重影响了这些建筑材料的耐久性和稳定性；在其他领域，由于市场规膜的限制，极大地限制了碱渣的消纳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，该方法能够实现碱渣钙镁的分离，能够大规模消纳碱渣，同时实现碱渣的利用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，包括以下步骤：将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相；将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；将所述固相进行热处理，得到煅烧粉；将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相；将所述含钙离子的滤液和所述富镁的固相分别制成碳酸钙和镁制品。优选的，所述水洗的过程中，固液比为1∶2～5，所述固液分离所得固相重复水洗2～5次，每次水洗所得滤液套用3～5次，直至溶液密度达到1.25g/mL以上，停止套用，进行浓缩结晶。优选的，所述热处理的温度为950℃，时间为1h。优选的，所述相转移剂为柠檬酸。优选的，所述煅烧粉中的氧化钙与相转移剂的物质的量比为1∶1～2.5。优选的，将所述煅烧粉、相转移剂和水混合步骤中，所述煅烧粉与水的质量比为1∶5～25。优选的，所述相转移反应的反应时间为10～100min，反应温度为20～60℃。优选的，将所述含钙离子的滤液制成碳酸钙的过程为：向所述含钙离子的滤液中通入CO2至溶液pH＝7，依次经陈化、过滤、洗涤和干燥，得到碳酸钙。优选的，在恒温搅拌条件下向所述含钙离子的滤液中通入CO2至溶液pH＝7，所述恒温的温度为50℃，所述搅拌的速率为60r/min。优选的，所述陈化的时间为3h，所述干燥的温度为60℃。本专利技术提供了一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，包括以下步骤：将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相；将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；将所述固相进行热处理，得到煅烧粉；将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相；将所述含钙离子的滤液和所述富镁的固相分别制成碳酸钙和镁制品。本专利技术利用碱渣为原料，通过水洗去除可溶性盐，再经过热处理将碳酸盐和氢氧化物相转化为氧化物相，然后通过相转移的方法使其中的钙、镁得到较好的分离，其中钙离子进入液相，镁元素进入固相，最后由相转移后的含钙溶液制备得到碳酸钙产品，同时固相中的镁元素得到富集，可以用于生产镁产品。本专利技术的方法能够实现碱渣钙镁的分离，能够大规模消纳碱渣，实现介质循环利用，降低成本，节能环保，适用于工业化生产。具体实施方式本专利技术提供了一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，包括以下步骤：将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相；将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；将所述固相进行热处理，得到煅烧粉；将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相；将所述含钙离子的滤液和所述富镁的固相分别制成碳酸钙和镁制品。将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相。在本专利技术中，所述碱渣优选为氨碱法制纯碱过程中产生的废渣，本专利技术所用碱渣来源生产纯碱的工厂。在本专利技术的实施例中，本专利技术优选使用干碱渣，即干燥后的碱渣，本专利技术对所述干燥的过程不作具体限定。在本专利技术中，所述水优选为自来水，所述水洗优选在搅拌条件下进行，每次水洗搅拌的时间优选为30min；本专利技术对所述搅拌的转速没有特殊的限定，采用本领域熟知的过程即可。在本专利技术中，所述水洗的过程中，固液比(即碱渣与水的质量比)优选为1∶2～5，更优选为1∶3～4，每次固液分离所得固相优选重复水洗2～5次(更优选为3～4次)，每次水洗所得滤液优选套用3～5次，直至溶液密度达到1.25g/mL以上，停止套用，进行后续浓缩结晶。本专利技术对所述固液分离的方式没有特殊的限定，选用本领域熟知的固液分离方式即可，例如具体可以为过滤。得到固相和液相后，本专利技术将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；将所述固相进行热处理，得到煅烧粉。本专利技术对所述浓缩结晶的过程没有特殊的限定，选用本领域熟知的过程即可。在本专利技术中，所述热处理的温度优选为950℃，时间优选为1h。本专利技术通过热处理将固相中的碳酸盐和氢氧化物转化为氧化物，所述煅烧粉中主要含有氧化镁和氧化钙。得到煅烧粉后，本专利技术将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相。在本专利技术中，所述相转移剂优选为柠檬酸。本专利技术对所述柠檬酸的来源没有特殊的限定，选用本领域熟知来源的市售商品即可。在本专利技术中，所述煅烧粉中的氧化钙与相转移剂的物质的量比优选为1∶1～2.5，更优选为1∶1.5；所述煅烧粉与水的质量比优选为1∶5～25，更优选为1∶10～15；所述水优选为蒸馏水。本专利技术对所述混合的过程没有特殊的限定，选用本领域熟知的过程能够将原料混合均匀即可。在本专利技术中，所述相转移反应的反应时间优选为10～100min，更优选为30～80min，进一步优选为50～60min，反应温度优选为20～60℃，更优选为30～50℃。在相转移反应过程中，氧化钙发生溶解进入液相，氧化镁留在固相。在本专利技术中，所述分离的方式优选为固液分离，本专利技术对所述固液分离的方式没有特殊的限定，选用本领域熟知的固液分离方式即可，例如具体可以为过滤。得到含钙离子的滤液和富镁的固相后，本专利技术将所述含钙离子的滤液和所述富本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相；/n将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；/n将所述固相进行热处理，得到煅烧粉；/n将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相；/n将所述含钙离子的滤液和所述富镁的固相分别制成碳酸钙和镁制品。/n

【技术特征摘要】
1.一种相转移法分离钙镁的碱渣利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碱渣与水混合，依次反复进行水洗和固液分离，得到固相和液相；
将所述液相进行浓缩结晶，得到氯化钠和氯化钙；
将所述固相进行热处理，得到煅烧粉；
将所述煅烧粉、相转移剂和水混合，进行相转移反应，将所得产物进行分离后，得到含钙离子的滤液和富镁的固相；
将所述含钙离子的滤液和所述富镁的固相分别制成碳酸钙和镁制品。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水洗的过程中，固液比为1∶2～5，所述固液分离所得固相重复水洗2～5次，每次水洗所得滤液套用3～5次，直至溶液密度达到1.25g/mL以上，停止套用，进行浓缩结晶。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热处理的温度为950℃，时间为1h。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相转移剂为柠檬酸。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾志军，郭强，
申请(专利权)人：河北中科同创科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13