提高氫氧化鎂質量的幾項措施2008-01-29鹵水綜合利用工程項目采用南風集團自行開發、設計的工藝，該工藝五種產品聯產(硫脲、硫氫化鈉、硫酸鋇、氯化鋇、氫氧化鎂)，成本低廉，屬國際首創；經過幾年來不斷完善改進，目前工藝日臻完善，主要設備運行平穩，產量達標；但由于原料鹽湖鹵水中有機物及其它雜質含量較高，直接影響氫氧化鎂等幾種產品的質量。因此有必要對原料鹵水進行處理，并結合其他一些措施，以改善氫氧化鎂產品的質量，提高企業的經濟效益。1運城鹽湖鹵水狀況鹽湖鹵水為黃褐色，不透明，粘度較大，為8.7mPa?s，含有許多的微小固體懸浮物，呈油狀。攪拌時產生大量氣泡，表明大分子有機物含量很高。鹽湖鹵水中的有機物主要為鹽湖中浮游生物的代謝產物及陸源有機物，陸源有機物主要以腐殖化合物的形式存在。在陸地腐殖化合物的形成中，木質素起著主要作用。鹵水中除含有大量的有機質外，還含有一些無機雜質離子。如硼、漠、鈣、磷、鐵、鉀、鋁及水不溶物等。原料鹵水分析結果見下表1。表1原料鹵水分析結果名稱物質含量(g/L)MgCl 2 339.5MgSO 4 34.59CaSO 4 0.23NaCl16.69B0.67Br2.0Si0.14水不溶物0.2TOC1.965從分析結果來看；鹵水中總有機碳含量達到了1.965g/L,如果折合成有機物含量將會更高，是影響氫氧化鎂產品質量的主要因素。其次B、Br含量也較高，對產品質量會造成影響。2實驗部分2.1儀器與試劑儀器：燒杯、電磁攪拌器、三口燒瓶、真空泵、烘箱、冷凝器等。試劑：鹽湖鹵水：（Mg2+>90g/L；SO42-30g/L-50g/L；Cl->250g/L）；硫氫化鋇（硫化堿分公司鹵水綜合利用工程中間產物）；反應用水（電滲析水）；絮凝劑（自制）；活性炭（太原新華活性炭廠）。2.2實驗過程及原理2.2.1反應原理該方法是基于以下反應：MgCl+Ba（HS）一Mg（OH）!+HSt+BaCl?2HO2 2 2 2 2 22.2.2實驗過程鹽湖鹵水經過絮凝吸附精制后，與硫氫化鋇溶液反應，反應快結束時加氫氧化鈉溶液使反應料液pH>12,反應完全后，氫氧化鎂料漿在母液中沉化50min后過濾，濾餅用熱水洗滌烘干即得高純氫氧化鎂，母液經脫硫脫色蒸發得氯化鋇產品。2.2.2工藝流程簡圖3實驗結果與討論3.1鹽湖鹵水精制由于鹽湖鹵水中雜質成分復雜，粘度大、顏色深，不但含有大量有機物，還有一些無機雜離子，如果不經過精制勢必影響氫氧化鎂質量，根據國內外眾多的有關水處理技術，并結合南風鹽湖鹵水的特殊性，我們選擇了先絮凝，后吸附的方法來降低鹵水的粘度、水不溶物和有機質，達到鹵水精制的目的。3.1.1絮凝劑的選擇在眾多的絮凝劑中，我們選擇了聚鋁、明磯、氫氧化鎂、膨潤土、聚丙烯酰氨等等。實驗結果見表2。表2絮凝劑的選擇序號絮凝劑名稱優點缺點1氫氧化鎂(NaOH和聚鋁反應生成)絮凝吸附效果好，過濾速度快，合成產品質量好給系統中引入Na+2明磯絮凝吸附效果好，合成產品質量好過濾速度慢3膨潤土絮凝吸附效果好，合成產品質量好加入量太大，成本高，不易過濾4聚鋁絮凝吸附效果好，合成產品質量好不易過濾在以上所選的絮凝劑中，考慮到氫氧化鎂是綠色無機絮凝劑，且對鹵水中的硼來說是良好的吸附劑，據資料介紹，吸附時邊生成氫氧化鎂邊吸附較單獨加氫氧化鎂在同樣情況下，吸附量要大四倍左右。根據以上幾種絮凝劑比較，我們選擇用氫氧化鈉和聚鋁作為絮凝劑。3.1.2活性炭加入量對鹵水中TOC影響表3活性炭加入量對產品質量的影響序號粉狀活性炭加入量TOC(g/L)0原鹵水(R)1.96131.43241.15350.80470.68580.606100.55由實驗結果可知，當粉狀活性炭的加入量為5g時，就可吸附大量的有機質，當活性炭的加入量再增加時，TOC雖也下降，但降低幅度不是很多，造成生產成本增加，為確保產品質量，活性炭的加入量定為5g比較合適。3.2沉化時間對產品中Cl-含量的影響由于Mg(OH)2成品中Cl-含量很高，我們試圖通過改善洗滌來降低Cl-含量，但無論是加大洗水量，還是提高洗水的溫度，成品中Cl-含量還有0.2%?0.3%，在一次實驗中發現，Mg(OH)2在合成反應完成后，在其母液中沉化一段時間對其質量有明顯的改善，尤其是產品中的氯離子能大幅度下降。實驗結果如表4。表4沉化時間對產品中Cl-含量的影響序號沉化時間(min)Cl-(%)100.222300.083500.0044600.0735800.10從實驗結果看，當沉化為50min時，氯離子能大幅度下降，可降至0.1%以下，徹底解決氯離子洗不凈的問題。而且從以上幾組數據可以看出，沉化時間也不是越長越好，時間太長，母液中的其它離子又會吸附在氫氧化鎂產品上，影響其質量。故沉化時間定為50min。3.3降低氫氧化鎂產品中硼的含量據有關資料表明：對吸附硼影響最大的因素是溶液的pH值。pH值在11以下時，吸附量相當多，pH值為11-12時吸附量大大減少，pH值在12以上，則完全不吸附。本實驗就是先在鹵水中加入NaOH使之生成Mg(OH)2,除去大量的硼，然后在氫氧化鎂合成反應完成后，倒出一半，另一半加NaOH調溶液pH，使其pH>12,再反應30min，做對比實驗。結果見表5。表5除硼對比實驗序號Mg(OH)含量(%) 2 硼含量(%)備注193.770.69鹵水未處理297.620.22鹵水處理后，合成后未調pH98.070.02鹵水處理后，合成后調pH397.950.20鹵水處理后，合成后未調pH98.210.03鹵水處理后，合成后調pH從實驗結果看，通過調PH值后，產品中硼是降低很多，產品主含量相應也提高。4結論通過用氫氧化鈉和聚鋁為絮凝劑，粉狀活性炭為吸附劑，