一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法
【專(zhuān)利摘要】一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，包括以下步驟：（1）含氟天然堿煅燒；（2）化堿去氟；（3）冷析結(jié)晶；（4）化堿；（5）堿液精制；（6）一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離；（7）一水堿脫水干燥，得到重質(zhì)純堿。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以充分去除NaF，進(jìn)一步加工可生產(chǎn)高價(jià)值的NaF產(chǎn)品；（2）通過(guò)煅燒能大大提高化堿得到的堿液濃度，減少后續(xù)裝置的設(shè)備規(guī)模和投資，極大的減少一水堿蒸發(fā)的蒸發(fā)水量，減少能耗；（3）本發(fā)明所得重質(zhì)純堿產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，粒度均勻，白度好；（4）可以通過(guò)控制排放蒸發(fā)結(jié)晶母液的NaCl含量來(lái)控制產(chǎn)品質(zhì)量，便于實(shí)際操作；（5）機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)是非常節(jié)能的工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，尤其是涉及一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]天然堿礦物既有液體礦又有固體礦，與天然堿礦物共生的礦物比較多，主要有NaCl、Na2SO4和NaF，大多數(shù)生產(chǎn)重質(zhì)純堿的天然堿礦含氟量非常小，不影響重質(zhì)純堿品質(zhì)。但天然堿中含NaF大于0.3wt% (干基)時(shí)就會(huì)影響重質(zhì)純堿品質(zhì)，就需要對(duì)其進(jìn)行特別處理，目前沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)用于生產(chǎn)重質(zhì)純堿的天然堿去除氟鹽的工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能對(duì)含NaF大于0.3wt% (干基)的含氟天然堿進(jìn)行去氟處理的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，包括以下步驟:
(O含氟天然堿煅燒:將含氟天然堿(優(yōu)選NaF質(zhì)量含量> 0.3wt%)煅燒轉(zhuǎn)化，煅燒爐溫為180°C ?20(TC，煅燒時(shí)間為30mirT45min，使得含氟天然堿徹底分解，得到含氟碳酸鈉即含氟粗堿；
煅燒優(yōu)選采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油、蒸汽或電為熱源進(jìn)行加熱；
(2)化堿去氟:將步驟(I)所得含氟粗堿送入溶解槽，加入水和/或洗滌鹽泥(NaF和水不溶物)的洗水和/或步驟(3)中的母液和/或步驟(5)中的母液溶解，控制堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為289T33%，NaCl質(zhì)量濃度為2°/T5%，NaF質(zhì)量濃度為0.3°/Γθ.5%，控制溶解溫度為300C飛(TC，物料在溶解槽內(nèi)停留25?35min ;再將堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽停留4tT8h或者送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，澄降設(shè)備溢流液送入下段工序冷析結(jié)晶；鹽泥(NaF和水不溶物)從澄降設(shè)備排出后用水洗滌、過(guò)濾，可進(jìn)一步生產(chǎn)NaF產(chǎn)品，洗滌鹽泥的洗水送入化堿工序中溶解含氟粗堿；
步驟(2)中，溶解所用步驟(3)中的母液和/或步驟(5)中的母液含飽和的氟化鈉，在化堿過(guò)程中氟化鈉不再溶解或少量溶解，使得NaF可以以固相分離排出，經(jīng)進(jìn)一步加工可生產(chǎn)氟化鈉產(chǎn)品；
(3)冷析結(jié)晶:將步驟(2)中澄降設(shè)備溢流液(即含氟堿液)送入冷析結(jié)晶器冷卻至15°C?25°C，然后將結(jié)晶析出的水堿(Na2CO3.1H2O)結(jié)晶料漿送入增稠設(shè)備增稠至固含量為35?55wt%，再離心機(jī)分離得到水堿，并將含Na2CO3 17%?23%，NaCl 4%?7%，NaF 0.5%?0.7%的母液送去步驟(2)化堿循環(huán)利用；
步驟(3)中，將含氟堿液送入冷析結(jié)晶器冷卻使Na2CO3.1H2O結(jié)晶析出，含氟冷析母液送去步驟(2)循環(huán)化堿，冷析過(guò)程氟化鈉不析出，分離出的Na2CO3.1H2O不含氟化鈉，使得最終產(chǎn)品氟化鈉含量< 0.05wt% ； (4)化堿:由步驟(3)離心分離得到的水堿進(jìn)入化堿槽，加入水溶解得到堿液，控制堿液中Na2CO3濃度為3(T33wt%，溶解溫度為35 °C?45 °C，堿液在溶解槽內(nèi)停留10 min?20min ；
(5)堿液精制:將步驟(4)所得堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽停留4?8h或者送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，泥渣從澄降設(shè)備排出，后用水洗滌、過(guò)濾后，所得廢渣堆存，澄降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過(guò)濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(6)—水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(5)所得精堿液蒸發(fā)結(jié)晶得到一水堿(Na2CO3 -H2O)料漿，控制蒸發(fā)溫度90°C?105°C，控制蒸發(fā)母液中NaCl濃度小于5wt% ;—水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為35?55wt%，再離心機(jī)分離得到一水堿，離心分離的母液送入步驟(2)化堿；
蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)優(yōu)選機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)技術(shù)；
(7)—水堿脫水干燥:將步驟(6)分離得到的一水堿干燥，干燥溫度為125°C?150°C，控制含水率< 0.5wt%,得到重質(zhì)純喊。
[0005]步驟(7)中，一水堿脫水干燥優(yōu)選以蒸汽為熱源的流化床干燥器或用蒸汽或電為熱源的回轉(zhuǎn)窯。
[0006]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)可以充分去除NaF，進(jìn)一步加工可生產(chǎn)高價(jià)值的NaF產(chǎn)品；
(2)通過(guò)煅燒能大大提高化堿得到的堿液濃度，減少后續(xù)裝置的設(shè)備規(guī)模和投資，極大的減少一水堿蒸發(fā)的蒸發(fā)水量，減少能耗；
(3)本發(fā)明所得重質(zhì)純堿產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，粒度均勻O18(^!11超過(guò)75被％)，白度好可達(dá)80%，NaF含量低(< 0.05wt%)，產(chǎn)品純度高于GB/T210.1-2004 I類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)；
(4)可以通過(guò)控制排放蒸發(fā)結(jié)晶母液的NaCl含量來(lái)控制產(chǎn)品質(zhì)量，便于實(shí)際操作；
(5)機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)是非常節(jié)能的工藝。

【具體實(shí)施方式】
[0007]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中，除特殊說(shuō)明外，所述百分比均指重量百分比。
[0009]實(shí)施例1
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)含氟天然堿煅燒:將含氟天然堿(NaF含量為1.28wt%)煅燒轉(zhuǎn)化，采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油為熱源進(jìn)行加熱，爐溫為200°C，煅燒時(shí)間為30 min，使得含氟天然堿徹底分解，得到含氟碳酸鈉即含氟粗堿；
(2)化堿去氟:將步驟(I)所得含氟粗堿送入溶解槽，加入水、洗滌鹽泥(NaF和水不溶物)的洗水、步驟(3)中的母液和步驟(5沖的母液溶解，控制堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為28%，NaCl質(zhì)量濃度為3%，NaF質(zhì)量濃度為0.35%，溶解溫度為35°C，物料在溶解槽內(nèi)停留30min，再將堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽澄清，停留時(shí)間8h，澄降設(shè)備溢流液送入下段工序冷析結(jié)晶；鹽泥(NaF和水不溶物)從澄降設(shè)備排出后用水洗滌、過(guò)濾后可進(jìn)一步生產(chǎn)NaF產(chǎn)品，洗滌鹽泥的洗水送入化堿工序中溶解含氟粗堿； (3)冷析結(jié)晶:將步驟(2)中澄降設(shè)備溢流液送入冷析結(jié)晶器冷卻至25°C，然后將結(jié)晶析出的水堿(Na2CO3.1H2O)結(jié)晶料漿送入增稠設(shè)備增稠至固含量為45wt%，再離心機(jī)分離得到水堿，并將含Na2C0319wt%，NaCl5wt%, NaF0.55wt%的母液送去步驟(2)化堿循環(huán)利用；
(4)化堿:由步驟(3)離心分離得到的水堿進(jìn)入化堿槽，加入水溶解得到堿液，控制堿液中Na2CO3濃度為32wt%，溶解溫度為35°C，堿液在溶解槽內(nèi)停留20min ；
(5)堿液精制:將步驟(4)中所得堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽澄清，停留時(shí)間4?8h，泥渣從澄降設(shè)備排出，后用水洗滌、過(guò)濾后(廢渣)堆存，澄降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過(guò)濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(6)一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(5)中所得精堿液采用機(jī)械熱壓縮技術(shù)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到一水堿(Na2CO3.H2O)料漿，控制蒸發(fā)溫度95°C，控制蒸發(fā)母液中NaCl濃度小于5wt% ;—水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為45wt%，再離心機(jī)分離得到一水堿，離心分離的部分母液去步驟(2)化堿；
(7)—水堿脫水干燥:將步驟(6)分離得到的一水堿送入以蒸汽為熱源的流化床干燥器中干燥，干燥溫度為130°C，控制含水率彡0.5wt%,得到重質(zhì)純堿。
[0010]本實(shí)施例所得重質(zhì)純堿粒度彡180 μ m為76wt%，白度為80%，NaF含量為0.03wt%,產(chǎn)品純度(干基Na2CO3彡99.7wt%)高于GB/T210.1-2004 I類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]實(shí)施例2
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)含氟天然堿煅燒:將含氟天然堿(NaF含量為1.28wt%)煅燒轉(zhuǎn)化，采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以蒸汽為熱源進(jìn)行加熱，爐溫為180°C，煅燒時(shí)間為45min，使得含氟天然堿徹底分解，得到含氟碳酸鈉即含氟粗堿；
(2)化堿去氟:將步驟(I)所得含氟粗堿送入溶解槽，加入水和洗滌鹽泥(NaF和水不溶物)的洗水和步驟(3)中的母液和步驟(5)中的母液溶解，控制堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為28%,NaCl質(zhì)量濃度為3%，NaF質(zhì)量濃度為0.35%，控制溶解溫度為40°C，物料在溶解槽內(nèi)停留30min ;再將堿液進(jìn)入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，澄降設(shè)備溢流液送入下段工序冷析結(jié)晶；鹽泥(NaF和水不溶物)從澄降設(shè)備排出后用水洗滌、過(guò)濾后可進(jìn)一步生產(chǎn)NaF產(chǎn)品，洗滌鹽泥的洗水送入化堿工序中溶解含氟粗堿；
(3)冷析結(jié)晶:將步驟(2)中澄降設(shè)備溢流液送入冷析結(jié)晶器冷卻至25°C，然后將結(jié)晶析出的水堿(Na2CO3.1H2O)結(jié)晶料漿送入增稠設(shè)備增稠至固含量為50wt%，再離心機(jī)分離得到水堿，并將含Na2C0319%，NaCl5%, NaF0.55%的母液送去步驟(2)化堿循環(huán)利用；
(4)化堿:由步驟(3)離心分離得到的水堿進(jìn)入化堿槽，加入水溶解得到堿液，控制堿液中Na2CO3濃度為32wt%，溶解溫度為45°C，堿液在溶解槽內(nèi)停留1min ；
(5)堿液精制:將步驟(4)中所得堿液送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，泥渣從澄降設(shè)備排出，后用水洗滌、過(guò)濾后(廢渣)堆存，澄降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過(guò)濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(6)—水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(5)所得精堿液采用四效真空蒸發(fā)技術(shù)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶得到一水堿(Na2CO3^H2O)料漿，物料采用逆流轉(zhuǎn)料、第三效排料，控制排料(第三效蒸發(fā)溫度)在105°C，控制蒸發(fā)母液中NaCl濃度小于5wt%，一水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為50wt%，再離心機(jī)分離得到一水堿，離心分離的母液送入步驟(2)化堿； (7)—水堿脫水干燥:將步驟(6)分離得到的一水堿送入以電為熱源的回轉(zhuǎn)窯中干燥，干燥溫度為140°C，控制含水率< 0.5wt%，得到重質(zhì)純堿。
[0012] 本實(shí)施例所得重質(zhì)純堿粒度彡180 μ m為79wt%，白度為80%，NaF含量為0.04wt%,產(chǎn)品純度(干基Na2CO3彡99.8wt%)高于GB/T210.1-2004 I類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)含氟天然堿煅燒:將含氟天然堿煅燒轉(zhuǎn)化，煅燒爐溫為180°c?20(TC，煅燒時(shí)間為30mirT45min，使得含氟天然堿徹底分解，得到含氟碳酸鈉即含氟粗堿； (2)化堿去氟:將步驟(I)所得含氟粗堿送入溶解槽，加入水和/或洗滌鹽泥的洗水和/或步驟(3 )中的母液和/或步驟(5 )中的母液溶解，控制堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為28%?33%,NaCl質(zhì)量濃度為29T5%，NaF質(zhì)量濃度為0.3°/Γθ.5%，控制溶解溫度為30°C飛(TC，物料在溶解槽內(nèi)停留25?35min ;再將堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽停留4tT8h或者送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，澄降設(shè)備溢流液送入下段工序冷析結(jié)晶； (3)冷析結(jié)晶:將步驟(2)中澄降設(shè)備溢流液送入冷析結(jié)晶器冷卻至15°C?25°C，然后將結(jié)晶析出的水堿即Na2CO3.1H2O結(jié)晶料漿送入增稠設(shè)備增稠至固含量為35飛5wt%，再離心機(jī)分離得到水堿，并將含Na2CO3 17°/Γ23%，NaCl 4°/Γ7%，NaF 0.5°/Γθ.7%的結(jié)晶母液送去步驟(2)化堿循環(huán)利用； (4)化堿:由步驟(3)離心分離得到的水堿進(jìn)入化堿槽，加入水溶解得到堿液，控制堿液中Na2CO3濃度為3(T33wt%，溶解溫度為35°C?45°C，堿液在溶解槽內(nèi)停留1min?20min ； (5)堿液精制:將步驟(4)所得堿液送入間斷運(yùn)行澄降槽停留4?8h或者送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清，泥渣從澄降設(shè)備排出，后用水洗滌、過(guò)濾后，所得廢渣堆存，澄降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過(guò)濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液； (6)—水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(5)所得精堿液蒸發(fā)結(jié)晶得到一水堿即Na2CO3 -H2O料漿，控制蒸發(fā)溫度90°C?105°C，控制蒸發(fā)母液的NaCl濃度小于5wt% ;—水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為35?55wt%，再離心機(jī)分離得到一水堿，離心分離的部分母液送入步驟(2)化堿； (7)—水堿脫水干燥:將步驟(6)分離得到的一水堿干燥，干燥溫度為125°C?150°C，控制含水率< 0.5wt%,得到重質(zhì)純喊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(I)中，所用原料含氟天然堿中NaF質(zhì)量含量> 0.2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(1)中，煅燒采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油、蒸汽或電為熱源進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(6)中，蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)選用機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)技術(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(7)中，一水堿脫水干燥選用以蒸汽為熱源的流化床干燥器或用蒸汽或電為熱源的回轉(zhuǎn)窯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含氟天然堿去氟生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(2)中，鹽泥從澄降設(shè)備排出后用水洗滌、過(guò)濾，進(jìn)一步生產(chǎn)NaF產(chǎn)品，洗滌鹽泥的洗水送入化堿工序中溶解含氟粗堿。
【文檔編號(hào)】C01D3/02GK104445286SQ201410741769
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】陳偉來(lái), 楊能紅, 陳軍, 丁楊, 張迎杰 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院