钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法与流程

本发明涉及冶金废料资源化领域，具体涉及一种钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法。

背景技术：

1、电解法是大规模工业生产金属镁的主要工艺，该工艺以钾光卤石（kcl·mgcl2·6h2o）为原料，会产生大量含有kcl、mgcl2、nacl和少量其他杂质（如cacl2和mgo）的废电解质。这些废电解质大多作为固体废弃物堆放或经过简单处理，不仅占用土地，而且其中含有的可溶性盐分如na+、mg2+等，容易随雨水进入土壤，造成土壤盐碱化和地下水污染，废电解质富含的k、mg等资源无法得到有效回收利用，造成资源浪费。

2、目前，对于此类高镁、钠含量的复杂氯化物废料的处理，缺乏经济高效的资源循环利用方法。现有的资源化方法，或是采用化学沉淀方法去除镁、钙离子并进行结晶分离，或是将废电解质经历多次水溶、结晶过程，不仅步骤较为繁琐，而且难以完全脱除杂质离子，使回收得到的含钾资源纯度较低，常以复合盐形式存在，只能用作钾肥等低纯度要求的工业需求，产品附加值低；所使用的碱液等试剂容易产生二次废弃物；也无法同时回收利用废电解质中的镁，资源回收率低。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的钾光卤石电解制镁的废电解质资源回收率低、回收产品纯度和附加价值低的问题，提供了一种钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法。该方法以钾光卤石电解制镁产生的废电解质为原料，采用“破碎-脱镁钠-热溶过滤-冷却结晶”工艺，有效去除了镁钠杂质，获得高纯度氯化钾晶体；脱镁钠和冷却结晶产生的含镁母液可继续资源化，再生为能够用于电解法制镁的低钠钾光卤石。经过该方法的处理，能够从废电解质中高效回收钾镁资源，并得到两种高纯度、高附加值的回收产品，整体工艺简单成熟，减少了二次污染，适合大规模工业生产。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法，该方法包括以下步骤：

3、步骤s1，将废电解质破碎；

4、步骤s2，将破碎后的废电解质与饱和氯化钾溶液混合浸出，然后进行固液分离，得到脱镁钠后料和脱镁钠母液，脱镁钠母液循环用于混合浸出；

5、步骤s3，将脱镁钠后料与饱和氯化钾溶液混合后进行热溶解，经固液分离后，得到热滤液；

6、步骤s4，将热滤液冷却结晶，经过固液分离后，得到氯化钾和冷却结晶母液，冷却结晶母液返回步骤s3循环使用。

7、进一步地，在步骤s1中，废电解质破碎后的粒径为≤5mm。

8、进一步地，在步骤s2中，混合浸出的条件包括：温度为10~50℃，时间为10~60min，破碎后的废电解质和饱和氯化钾溶液的质量体积比为1g：1~6ml。

9、进一步地，在步骤s3中，热溶解条件包括：温度为60~100℃，时间为5~30min，脱镁钠后料与饱和氯化钾溶液的质量体积比为1g：3~9ml。

10、进一步地，在步骤s4中，冷却结晶的终点温度为5~40℃。

11、进一步地，氯化钾的纯度≥98%。

12、进一步地，上述方法还包括以下步骤：

13、步骤s5，当步骤s2和/或步骤s4中的杂质超标时，将脱镁钠母液和/或冷却结晶母液停止循环，然后在加热状态下与氯化镁混合，接着进行固液分离，再将所得溶液依次进行蒸发浓缩和冷却结晶，得到低钠钾光卤石；

14、其中，杂质超标的标准为：脱镁钠母液或冷却结晶母液中的mg2+浓度不低于32g/l，或步骤s4所得氯化钾的纯度低于98%。

15、进一步地，在步骤s5中，加热状态的温度为75~100℃。

16、进一步地，在步骤s5中，氯化镁的用量使所得溶液中的k+与mg2+的摩尔比为1：0.8~1。

17、进一步地，在步骤s5中，蒸发浓缩的条件包括：温度为90~100℃，蒸发率为10~45%。

18、进一步地，在步骤s5中，冷却结晶的终点温度为5~40℃。

19、进一步地，低钠钾光卤石中kcl·mgcl2·6h2o的质量含量≥94%，nacl的质量含量＜6%。

20、按照本发明的钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法，采用“破碎-脱镁钠-热溶过滤-冷却结晶”工艺，获得了高纯度氯化钾晶体和低钠钾光卤石，其中，利用同离子效应的脱镁钠工序，有效去除了废电解质中的镁钠等主要杂质，提高了制取的氯化钾纯度，而且无需添加碱性沉淀剂进行化学转化，减少了处理工序中产生的二次污染物；热溶过滤和冷却结晶工序进一步脱除杂质离子，获得高纯度的氯化钾晶体；工艺过程中产生的脱镁钠母液和冷却结晶母液循环使用，减少了排放和耗水量，并在多次循环后富集镁，能够通过补充氯化镁的方式制取低钠钾光卤石，可作为电解法制镁的原料。经过上述工艺，废电解质中的钾镁资源得到了充分回收和有效利用，获得了高纯度氯化钾和低钠钾光卤石两种高价值产品，降低了电解法制镁生产中的原料成本和废弃物处置成本。整体工艺方法简便高效、设备成熟，二次污染少，适合大规模工业应用。

1.一种钾光卤石电解制镁的废电解质的资源化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述废电解质破碎后的粒径为≤5mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述混合浸出的条件包括：温度为10~50℃，时间为10~60min，所述破碎后的废电解质和所述饱和氯化钾溶液的质量体积比为1g：1~6ml。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述热溶解条件包括：温度为60~100℃，时间为5~30min，所述脱镁钠后料与所述饱和氯化钾溶液的质量体积比为1g：3~9ml。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤s4中，所述冷却结晶的终点温度为5~40℃。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述氯化钾的纯度≥98%。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤s5中，所述加热状态的温度为75~100℃。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述步骤s5中，所述氯化镁的用量使所得溶液中的k+与mg2+的摩尔比为1：0.8~1。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤s5中，所述蒸发浓缩的条件包括：温度为90~100℃，蒸发率为10~45%。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤s5中，所述冷却结晶的终点温度为5~40℃。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述低钠钾光卤石中kcl·mgcl2·6h2o的质量含量≥94%，nacl的质量含量＜6%。