專利名稱：一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用不溶性胺降低濃海水或鹵水硬度的工藝，實現(xiàn)了對其中鈣鎂離子的分別回收利用。
背景技術(shù)：
在我國淡水資源僅占水資源總量的2. 5%，海水以及苦咸水淡化是解決我國水資源危機的重要措施。在各類淡化方法中，反滲透法占67%，低溫蒸餾法占27%。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，2011年我國海水淡化日產(chǎn)率為60萬噸/日，《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》提出，到2015年，我國海水淡化日產(chǎn)能力將達(dá)到220萬立方米 260萬立方米。隨著海水淡化生產(chǎn)規(guī)模的加大，生產(chǎn)過程中將會產(chǎn)生更多的高濃海水廢水。而高濃海水對于排放低的污染是亟待解決的問題。濃海水的性質(zhì)主要受兩方面的影響，一方面是在進料水經(jīng)過淡化工藝濃縮后得到的高濃度鹽水，另一方面是預(yù)處理過程中添加的化學(xué)物質(zhì)。而添加物質(zhì)的濃度相對較低，一般小于10mg/L，因而其性質(zhì)主要原料水中存在的組分決定。經(jīng)過淡化濃縮后的濃海水濃度一般為自然海水的I. 5-3倍，高鹽分、高硬度是其處理的難點(2倍濃海水鈣、鎂離子濃度分別可達(dá)800ppm和2500ppm)。常用的濃鹽水處理方法可分為兩大類一類是直接排放，如排入海洋、地表水、污水處理系統(tǒng)等。將其直接排入海洋是最常用的辦法，但是其較高的鹽度以及預(yù)處理過程中的化學(xué)添加物質(zhì)如阻垢劑、緩蝕劑等等都會對海洋生物產(chǎn)生影響，若處理不當(dāng)會對海洋生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布均有直接或間接的影響。第二類將濃鹽水進行再利用，如地表灌溉、制鹽、提取化工原料等，但是提取的化工原料比較單一，不能實現(xiàn)對多種有用成分的分步提取，提取后的廢水無法有效利用；常用的沉淀法提取率低特別是鈣離子，殘留率聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，該方法利用氫氧化鈣和不溶性有機胺分步提取鈣、鎂離子，降低其鹽度、硬度以及氯含量，并可實現(xiàn)提取劑再生的工藝，該工藝在提取有用物質(zhì)的，實現(xiàn)海水的綜合利用。一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，包括步驟如下(I)向濃海水或苦咸水中加入氫氧化鈣，與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，固液分離實現(xiàn)對鎂離子的回收；(2)分離后富鈣液體部分加入有機胺萃取劑混合，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢?，通過氣體分散器向溶液中通入二氧化碳進行反應(yīng)，充分反應(yīng)后，靜止分液，水相沉淀分離得碳酸鈣，有機相加入氨水或加熱等手段實現(xiàn)有機胺再生。 步驟(I)中加入的氫氧化鈣與鎂離子的摩爾比值為I. I :1。步驟(2)中所述的有機胺萃取劑為稀釋劑與有機胺體積比值為f 3:1混合的混合物，所述的有機胺可以為伯胺、仲胺以及叔胺類不溶性胺萃取劑，優(yōu)選叔胺類萃取劑，稀釋劑的選擇因胺而異，常用的稀釋劑有飽和一元脂肪醇、煤油以及溶劑油，優(yōu)選飽和一元脂肪醇。所述的有機胺萃取劑與富鈣液的相比比值為廣4:1。所述的二氧化碳的通入量使得鹽水相pH降至8. I±0. I時停止。反應(yīng)方程式如下NR3+C02+H20+Ca2+ — CaCO3 I +NR3 HCl對于不同的有機胺可以根據(jù)其堿性、經(jīng)濟性等選擇不同的再生方式。再生的方法有濃氨水法、氧化鎂法以及加熱法等等。I)利用濃氨水再生NR3 HC1+NH3 H2O — NR3+NH4C12)利用氧化鎂加熱再生，得到有機胺以及氯化鎂溶液
2腿3 HCl +MgO 二 NR3 + H2O + MgCl23)加熱再生法
NR3 HCl i NR3 + HC]本發(fā)明中所利用的濃鹽水可以來自于反滲透淡化工藝后的濃鹽水，也可以是苦咸水以及各種富鈣鎂離子的工業(yè)鹵水。不同含鹽量的鹵水都可按照以上工藝實現(xiàn)對鈣鎂的回收。而對于濃海水來說，去除鈣鎂離子以后為其再利用提供了廣闊的空間，也可用于再次淡化。本發(fā)明生產(chǎn)的氫氧化鎂含有極少量的鈣雜質(zhì)，可以用作制取堿式碳酸鎂的原料，或者是對氫氧化鎂純度要求不特別高的行業(yè)使用。再生后可以得到高純的副產(chǎn)品，如利用濃氨水再生則可通過減壓蒸餾得到工業(yè)級氯化銨。本發(fā)明將加入的氫氧化鈣中的鈣離子以及海水中的鈣離子實現(xiàn)了回收，生成碳酸鈣，而碳酸鈣可以通過工業(yè)方式生產(chǎn)氫氧化鈣，而投入與產(chǎn)出之比大于I。產(chǎn)出的碳酸鈣雜質(zhì)含量極少，其價值相比于天然礦更高。本發(fā)明的有益效果為
(I)鈣鎂分別以碳酸鈣和氫氧化鎂形式回收，回收率高，鈣在90%以上，鎂100% ；(2)提取過程中的零污染，既沒有污染水，有機胺也能回收，整個過程沒有產(chǎn)生再次污染環(huán)境的廢液廢氣；(3)生產(chǎn)的碳酸鈣量足以生產(chǎn)出回收時所需的氫氧化鈣，實現(xiàn)資源充分循環(huán)利用；(4)工藝適應(yīng)范圍廣，適應(yīng)性好，可以處理不同性質(zhì)的鹵水；可以得到多種純凈副產(chǎn)品；提取的鈣鎂應(yīng)用價值較高，可以做多種用途使用。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。實施例I :利用海水的人工配方配制二倍濃度的海水，加入與鎂離子摩爾比為I. I 1的氫氧化鈣沉淀濃海水中的鎂離子。正丁醇與三丁胺按2:1的體積比例配制萃取劑，將過濾掉氫氧化鎂沉淀的上層清液與萃取劑按體積比1:3比例混合，機械攪拌使其混合均勻。保持?jǐn)嚢?，常溫下通入二氧化碳反?yīng)，PH降至8. 1 + 0. I時停止反應(yīng)。對鹽水相固體進行過濾，有機相按有機萃取劑與氨水體積比10 1比例混合再生。對樣品進行分析，約92%的鈣離子被提取出來，100%的鎂被提取出來，有機胺的再生率達(dá)到95%以上。實施例2 利用海水的人工配方配制二倍濃度的海水，加入與鎂離子摩爾比為I. I 1的氫氧 化鈣沉淀濃海水中的鎂離子。正辛醇與三辛胺按2:1體積比配制萃取劑，將過濾掉氫氧化鎂沉淀的上層清液與萃取液按相比1:2. 5比例混合，機械攪拌使其混合均勻。保持?jǐn)嚢瑁叵峦ㄈ攵趸挤磻?yīng)，pH降至8. 1±0. I時停止反應(yīng)。對鹽水相固體進行過濾，有機相利用氧化鎂加熱法再生溫度控制在4(T50°C。對樣品進行分析，約95%的鈣離子被提取出來，100%的鎂被提取出來，有機胺的再生率達(dá)到90%以上。如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細(xì)地說明，但是只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果可以有很多的變形，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，包括步驟如下 (1)向濃海水或苦咸水中加入氫氧化鈣，與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，固液分離實現(xiàn)對鎂尚子的回收； (2)分離后富鈣液體部分加入有機胺萃取劑混合，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢?，通過氣體分散器向溶液中通入二氧化碳進行反應(yīng)，充分反應(yīng)后，靜止分液，水相沉淀分離得碳酸鈣，有機相加入氨水或加熱等手段實現(xiàn)有機胺再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，步驟(I)中加入的氫氧化鈣與鎂離子的摩爾比為I. I :1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，所述的有機胺萃取劑為有機胺與稀釋劑按體積比I :廣3混合的混合物，所述的有機胺為伯胺、仲胺或叔胺類萃取劑，稀釋劑為飽和一元脂肪醇、煤油或溶劑油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，所述的有機胺為叔胺類萃取劑，稀釋劑為飽和一元脂肪醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，所述的有機胺萃取劑中有機胺與富鈣液體部分中鈣離子的摩爾比為r2:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，其特征是，所述的二氧化碳的通入量使得鹽水相PH降至8. 1±0. I時停止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濃海水或苦咸水的綜合利用方法，先向濃海水或苦咸水中加入氫氧化鈣，與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀回收鎂離子，再向分離后富鈣液體部分加入有機胺萃取劑混合，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢?，通過氣體分散器向溶液中通入二氧化碳進行反應(yīng)，充分反應(yīng)后，靜止分液，水相沉淀分理得碳酸鈣，有機相加入氨水或加熱實現(xiàn)有機胺再生。本發(fā)明鈣鎂分別以碳酸鈣和氫氧化鎂形式回收，回收率高，提取過程中的零污染，適應(yīng)性好。
文檔編號C02F9/04GK102701476SQ20121015006
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者劉鑫, 王文龍, 王鵬, 鄭艷麗, 馬春元 申請人:山東大學(xué)