專利名稱：一種凈化硫酸鈉型鹵水的方法
用水采法開采硫酸鈉型井礦鹽制取氯化鈉的工藝中，如果原鹵水不預(yù)先凈化而直接進(jìn)入預(yù)熱器及蒸發(fā)設(shè)備系統(tǒng)，鹵水帶入的Mg2+和Ca2+形成的各種化合物會(huì)造成預(yù)熱器及蒸發(fā)器結(jié)垢長疤，使傳熱率降低，熱耗增高，從而導(dǎo)致被迫頻繁洗罐，設(shè)備產(chǎn)能下降，而且由于產(chǎn)品中Mg2+、Ca2+形成的化合物及含泥量高，造成白度低，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了克服原鹵直接制鹽所存在的問題，人們不斷研究采用先凈化鈣鎂后制鹽的工藝方法。1956年中國高教出版社出版M·E波任著《無機(jī)鹽工藝學(xué)》介紹了Na2SO4-Ca(OH)2-CO2法凈化鹵水的工藝原理及方法。1980年第3期《井礦鹽技術(shù)》報(bào)導(dǎo)了羅馬尼亞佛耳恰廠用純堿-燒堿法、英國英鹽有限公司用石灰純堿法、意大利蒙蒂地森廠和聯(lián)邦德國施塔德廠用石灰-二氧化碳法精制鹽水。盡管關(guān)于凈化鹽水中Ca2+、Mg2+的方法較多，但對于硫酸鈉型井礦鹽鹵水而言，石灰-硫酸鈉-二氧化碳法是較合適的方法，因?yàn)樵谶m宜作業(yè)條件下，不必往鹵水中添加Na2SO4，而且以Ca(OH)2作為堿的來源，不消耗純堿或燒堿，可望取得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是，該方法存在著鹽水泥漿沉降過濾性能差的毛病。因?yàn)镸g(OH)2在水溶液中的溶度積很小，當(dāng)鹽水溶液中有足夠的OH-存在時(shí)，生成Mg(OH)2的反應(yīng)速度極快，得到的反應(yīng)產(chǎn)物分散度很高，常常使鹽水泥漿處于膠體狀態(tài)，液固分離極為困難，從而難以在工業(yè)上應(yīng)用。蘇聯(lián)專利767026及735566采用添加Ca(OH)2及Na2SO4的辦法凈化鹽水，并返回晶種以改善泥漿沉降過濾性能，但沉降速度僅為0.6米/小時(shí)，效果不甚理想。
本發(fā)明的目的是針對石灰-硫酸鈉-二氧化碳法所存在的缺點(diǎn)，研究出一種能改善鹽水中Mg(OH)2和CaCO3泥漿沉降過濾性能的方法，以使石灰-硫酸鈉-二氧化碳法成為具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的鹽水凈化方法。
本發(fā)明的特征是通過控制中和(沉鎂)、調(diào)整、一次分離、碳酸化(除鈣)、二次分離等主要鹽水凈化工序的合適技術(shù)條件和添加活性晶種及絮凝劑，使Mg(OH)2和CaCO3泥漿具有良好的沉降過濾性能，從而有效地、經(jīng)濟(jì)地、合理地凈化Na2SO4型鹵水。
本發(fā)明適合用于Na2SO4型天然井礦鹽鹵水沉鎂除鈣的凈化過程，進(jìn)入中和槽的鹽鹵水要求NaCl濃度270～300克/升，Na2S-O4濃度10～35克/升，Ca2+濃度與Mg2+濃度不限。
石灰-硫酸鈉-二氧化碳法凈化鹽鹵水的原則工藝流程如附圖
所示。將上述成份的鹽鹵水與CaO濃度為50～180克/升的精制石灰乳(將塊度為80～180mm的石灰石在1050～1250℃下煅燒，并徹底分解后，與水一起連續(xù)添加到一組帶有濕式粉碎、消化分級的設(shè)備系統(tǒng)中，在80℃以上制備出CaO濃度為50～180克/升的精制石灰乳)和作晶種的一次沉降過程底流經(jīng)分級后的Mg(OH)2泥漿及原鹵水連續(xù)添加到帶有機(jī)械攪拌的中和槽內(nèi)進(jìn)行凈化(沉鎂)反應(yīng)。加入Mg(OH)2是為了抑制新晶粒的生成和促進(jìn)Mg(OH)2結(jié)晶長大，加入量用泥漿濃度表示。石灰的添加量通過測定溶液PH值來控制，槽內(nèi)鹽水泥漿溫度宜在10～40℃，PH值控制在10～11.2范圍內(nèi)，泥漿濃度控制在20～45克/升。原鹽水在中和槽內(nèi)凈化(沉鎂)20～40分鐘，然后連續(xù)排入調(diào)整槽，再往鹽水泥漿中添加石灰乳，將鹽水泥漿的PH值調(diào)到大于12.1以上。調(diào)整后的鹽水泥漿進(jìn)入一次沉降槽之前按泥漿重量添加十萬分之一-百萬分之一的無毒的未聚合單體小0.5%的聚丙烯酰胺(PAM)，并在一個(gè)水力混合槽中預(yù)先混合均勻，以提高鎂泥的沉降速度。經(jīng)沉降分離的溢流和過濾后的濾液及一次洗水連續(xù)送至碳酸化槽，通入體積百分比濃度為30-38%的CO2(利用煅燒石灰的窯氣)進(jìn)行碳酸化作業(yè)以除鈣。操作條件是控制溫度20-60℃，PH值9.2-9.5，以返回的二次底流泥漿(含CaCO350-100克/升)作為晶種，控制除鈣過程CaCO3含量為10-30克/升，作業(yè)時(shí)間為20-40分鐘。泥漿PH值的控制通過調(diào)節(jié)CO2氣體流量來實(shí)現(xiàn)。完成碳酸化后的鹽水泥漿進(jìn)入二次沉降槽分離鈣渣，二次沉降槽的底流除部分返回作晶種并在碳酸化槽與沉降槽設(shè)備系統(tǒng)循環(huán)外，均過濾洗滌。溢流及部分濃洗水為精制鹽水送制鹽車間制鹽。精制鹽水一般含NaCl250-308克/升，Ca2+∠3PPm，Mg2+∠1PPm。
本發(fā)明與已有技術(shù)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.沉鎂除鈣過程的鹽水泥漿具有良好的沉降過濾性能。初沉降速度為5-13.86厘米/分，過濾系數(shù)大于300-670×10-7厘米/秒，從而大幅度提高了沉降過濾設(shè)備產(chǎn)能，使石灰-硫酸鈉-二氧化碳法除鈣鎂、精制鹽水的工藝能應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐;
2.工藝流程及設(shè)備簡單，投資省，可降低制鹽工序的能量消耗和提高制鹽設(shè)備的產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量，特別是沉鎂除鈣過程采用自動(dòng)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)自控連續(xù)生產(chǎn);
3.凈化過程所產(chǎn)生的鈣渣和鎂渣均可綜合利用，洗水量開路小，易于處理，而且整個(gè)工藝流程無毒害氣體逸出，因而不會(huì)污染環(huán)境;
4.作為堿來源的CaCO3資源豐富，價(jià)格低廉;
5.精制鹽水的質(zhì)量高，凈化過程N(yùn)aCl的回收率在99%以上，凈化成本低，社會(huì)效益和綜合經(jīng)濟(jì)效益好。
實(shí)例用化學(xué)組成(克/升)為Mg2+0.34、Ca2+0.22、Na+111.28、Cl-156.75、SO2-425.49的硫酸鈉型井礦鹽鹵水10升和CaO 162.5克/升的精制石灰乳以及作為晶種的Mg(OH)2泥漿(含Mg(OH)295克/升)連續(xù)加入中和槽沉鎂。沉鎂用的中和槽為Φ200×100毫米的玻璃槽;槽內(nèi)裝有帶電子繼電器及水銀導(dǎo)電表測溫控溫的電熱之件，作業(yè)溫度波動(dòng)于0.5℃。上述化學(xué)組成的井礦鹽鹵水以6升/小時(shí)的速度加到作業(yè)溫度為40℃的中和槽內(nèi)，并添加作為晶種的Mg(OH)2泥漿來控制總泥漿濃度為40克/升，石灰乳添加量以給定中和槽內(nèi)的泥漿PH值為10.4-10.6，沉鎂反應(yīng)25分鐘。中和槽內(nèi)的泥漿連續(xù)溢流到帶冷卻裝置的調(diào)整槽內(nèi)，在泥漿溫度為25℃下連續(xù)添加石灰乳，把PH調(diào)至12.1，同時(shí)按泥漿總重量的十萬分之一添加PAM，然后泥漿連續(xù)添加到一次沉降筒內(nèi)，沉降10分鐘后，取出一次鹽水7升，余下3升泥漿用真空過濾。過濾面積為630cm2，過濾時(shí)間為90秒，所得濾液為2.6升。濾液和沉降槽的上清液及濃洗水合并，在一個(gè)帶攪拌的碳酸化槽中通入體積濃度為30%的CO2氣體，并同時(shí)添加CaCO3泥漿晶種(含CaCO3100克/升)，保持鹽水中CaCO3的含量為30克/升，當(dāng)PH為9.5時(shí)，停止碳酸化。靜止20分鐘后取出50%的上清液，余下泥漿經(jīng)過濾分離，上清液與濾液合并為9.72升，再加入0.32升濃洗水，共制得精制鹽水10.04升。經(jīng)檢驗(yàn)，精制鹽水含NaCl252.23克/升，Na2SO437.08克/升，Ca2+2.3PPm，Mg2+0.89PPm。
權(quán)利要求
一種凈化硫酸鈉型鹵水的方法，是用石灰-硫酸鈉-二氧化碳法，通過中和、調(diào)整、碳酸化以制取精制鹽水，本發(fā)明的特征在于控制進(jìn)入中和槽的鹵水含Na2SO410-35克/升、NaCl270-300克/升，精制石灰乳含CaO50-180克/升，作為活性晶種加入的Mg(OH)2(泥漿)含量為50-100克/升，中和反應(yīng)溫度10-40℃，反應(yīng)時(shí)間20-40分鐘，PH值10-11.2，中和槽內(nèi)總的泥漿濃度20-45克/升，中和了的泥漿在進(jìn)入一次沉降槽之前用含CaO50-180克/升的石灰乳將PH值調(diào)整到大于12.1，再在一個(gè)水力混合槽中按泥漿總重量加入未聚合單體小于0.5%的聚丙烯酰胺十萬分之一至百萬分之一，預(yù)先混合均勻，碳酸化時(shí)加入含CaCO350-100克/升的泥漿作為活性晶種，并通入含CO230-38%的石灰煅燒窯氣將PH調(diào)到9.2-9.5，在20-60℃溫度中反應(yīng)20-40分鐘，保持二次鹽水泥漿濃度為10-30克/升。
全文摘要
一種凈化硫酸鈉型井礦鹽鹵水的方法，其特征是通過控制中和、調(diào)整、碳酸化等工序的技術(shù)條件和適量添加活性晶種及絮凝劑，使含Mg(OH)
文檔編號C01D3/16GK1033782SQ8710832
公開日1989年7月12日 申請日期1987年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月30日
發(fā)明者滿元康 申請人:中南工業(yè)大學(xué)