本发明涉及废水综合利用,具体涉及一种硫酸亚铁镁及其制备方法和应用。
背景技术:
1、预氧化酸性矿山废水(amd)是一个严重而持久的环境污染问题。amd是在开采过并在弃土堆或矿山中含有黄铁矿材料的地区产生的,尾矿中的黄铁矿与氧气和水发生化学反应,在硫酸杆菌的促进下,导致amd的产生。因此,amd是一种危险的工业副产品,酸性强,并且富含硫酸盐。这种二次废物的回收可以降低环境风险,并能提高采矿业的经济盈利能力。当矿山废物堆积聚时,amd会不断形成,在煤矿内和周围,amd和其他矿山废水对地表水的污染会对环境产生严重影响。
2、目前,处理预氧化酸性矿山废水的常用方法是石灰中和法。石灰中和法处理amd具有投加药剂种类少、沉淀效率高、废水排放稳定达标、操作方便等优点,但是其处理成本高,需要大量药剂,且很容易产生二次污染,也无法回收amd中金属离子和硫酸盐,会造成资源的浪费。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种硫酸亚铁镁及其制备方法和应用。本发明提供的方法解决金矿预氧化酸性废水中的硫酸、铁和镁资源浪费的问题,制备得到高纯度的硫酸亚铁镁产品。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
3、本发明提供了一种利用金矿预氧化酸性废水制备硫酸亚铁镁的方法,包括以下步骤:
4、将金矿预酸化废水依次进行初次过滤和纳滤,分别得到纳滤浓液和纳滤稀液;
5、利用浓硫酸将所述纳滤浓液的ph值调节至酸性,然后与铁粉混合,进行还原处理后固液分离,得到结晶母液;
6、将所述结晶母液进行浓缩后热固液分离,分别得到热浓缩结晶液和渣料;
7、将所述热浓缩结晶液进行冷却结晶,得到硫酸亚铁镁产品。
8、优选的,所述初次过滤的过滤精度为1~2nm。
9、优选的,所述纳滤的条件包括:采用的纳滤膜包括沃顿纳滤膜,温度为21~25℃,跨膜压力为20~35bar。
10、优选的,所述纳滤浓液与铁粉的质量比为1:0.01~0.05。
11、优选的,所述酸性的ph值为0.8~1.2;
12、所述还原处理的温度为30~40℃,时间为30~50min。
13、优选的,所述热浓缩结晶液的体积为结晶母液体积的1/6~2/3。
14、优选的,所述热浓缩结晶液的温度≥65℃;
15、所述冷却结晶的终温度为20~35℃,搅拌速度为100~500r/min,总时间为4~8h。
16、优选的,所述冷却结晶后,还包括将所得冷却结晶液进行陈化养晶;
17、所述陈化养晶的温度为20~35℃,时间为4~6天。
18、本发明提供了上述技术方案所述方法制得的硫酸亚铁镁产品,铁与镁的摩尔比1.0~1.5:1。
19、本发明提供了上述技术方案所述的硫酸亚铁镁产品在肥料、制备防治黄叶病的药物中的应用。
20、本发明通过对金矿预酸化废水依次进行初次过滤能够除去废水中的残渣以及固体颗粒;本发明对经初次过滤之后的废水进行纳滤,由于纳滤膜特殊的筛分效应(空间位阻效应)、道南效应(电荷效应)和静电排斥效应,纳滤膜对多价离子和小分子有机物具有良好的去除性能,且对一价和多价离子具有良好的分离性能,对废水起到很好的净化作用。本发明采用先在酸性下还原处理后浓缩的方式对纳滤浓液进行处理,解决了纳滤浓液中因三价铁的存在而不能形成稳定的硫酸亚铁镁的问题。本发明提供的利用金矿预氧化酸性废水制备硫酸亚铁镁的方法,克服了金矿预氧化酸性废水处理过程中,硫酸盐和各种重金属资源不能回收利用的缺陷,得到纯度高、稳定的、可大量生产制备硫酸亚铁镁产品。本发明对金矿预氧化酸性废水中的硫酸、铁、镁元素进行二次利用,生产得到具有经济价值的含铁、镁、硫的硫酸亚铁镁产品,利用硫酸镁作为二价铁的稳定剂,维持二价铁长期稳定性;同时,也可以利用镁提高肥效,促进作物的生长;硫酸亚铁镁中的铁能促进叶绿素的形成,而镁又是叶绿素的中心原子,叶绿素的分子中约含4%的镁,硫是氨基酸蛋白质和原生质等结构的组成部分,因此,硫酸亚铁镁产品中铁与镁、硫的复合使用,能够防治黄叶病,尤其对果树、桑树、草坪的应用效果佳。如实施例测试结果所示,本发明制备得到的硫酸亚铁镁产品的纯度≥97.36%。
21、进一步地,本发明经过陈化处理使结晶液更易固液分离,有利于得到高纯度的硫酸亚铁镁产品。
1.一种利用金矿预氧化酸性废水制备硫酸亚铁镁的方法,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初次过滤的过滤精度为1~2nm。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纳滤的条件包括:采用的纳滤膜包括沃顿纳滤膜,温度为21~25℃,跨膜压力为20~35bar。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纳滤浓液与铁粉的质量比为1:0.01~0.05。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述酸性的ph值为0.8~1.2;
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热浓缩结晶液的体积为结晶母液体积的1/6~2/3。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述热浓缩结晶液的温度≥65℃;
8.根据权利要求1或7所述的方法,其特征在于,所述冷却结晶后,还包括将所得冷却结晶液进行陈化养晶;
9.权利要求1~8任一项所述方法制得的硫酸亚铁镁产品,铁与镁的摩尔比1.0~1.5:1。
10.权利要求9所述的硫酸亚铁镁产品在肥料、制备防治黄叶病的药物中的应用。