專利名稱：鎂堿聯(lián)合生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種化學(xué)工藝方法，特別涉及到鎂堿聯(lián)合生產(chǎn)純堿聯(lián)產(chǎn)氯化鈣及堿式碳酸鎂的工藝。
目前，國內(nèi)外純堿生產(chǎn)基本上仍是沿用氨堿工藝或聯(lián)堿工藝。氨堿工藝，為了氨的循環(huán)使用，設(shè)置了蒸銨工藝裝置，蒸銨后產(chǎn)生大量廢液，廠家多排入海中，造成海洋環(huán)境污染。有的廠雖從中回收了部分氯化鈣，但因噸堿產(chǎn)生廢液之量過多，濃縮時(shí)耗能過大，因此難能全部利用。而聯(lián)堿工藝雖然沒有蒸銨廢液產(chǎn)生，但所產(chǎn)氯化銨產(chǎn)量?jī)H能達(dá)到農(nóng)肥之級(jí)別，北方土地早田較多不愿施用，因此市場(chǎng)不算廣闊，常呈滯銷之勢(shì)，再者，無論傳統(tǒng)的制堿工藝，還是鎂鹽工藝，都各系單一產(chǎn)品，市場(chǎng)覆蓋面小，生產(chǎn)成本也較之為高。
本發(fā)明的目的是保留純堿與鎂鹽工藝上的成熟之處，進(jìn)而又把兩者嫁接，以使生產(chǎn)費(fèi)用大大降低和獲得高額效益，為開發(fā)鎂鋇礦產(chǎn)資源白云石、重晶石等尋求新的工藝，為小碳銨化肥廠的生存與市場(chǎng)尋求出路。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的鎂堿聯(lián)合生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括鹽水制備系統(tǒng)、純堿制造系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、氯化鈣制備系統(tǒng)、鎂鹽制備系統(tǒng)、碳銨系統(tǒng)和灰窯系統(tǒng)a.鹽水制備系統(tǒng)原鹽除去鎂、鈣離子，制成精制鹽水，送“純堿制造系統(tǒng)”;
b.純堿制造系統(tǒng)精制鹽水加入碳銨，反應(yīng)畢過濾，濾餅煅燒制純堿，鍋氣送“鎂鹽制備系統(tǒng)”，過濾之堿母液送“蒸鎦系統(tǒng)”;
c.蒸餾系統(tǒng)由“純堿制造系統(tǒng)”來之堿母液，與由“灰窯系統(tǒng)”來之白云灰乳反應(yīng)，制得濃銨水供“碳銨系統(tǒng)”，反應(yīng)之乳液送“氯化鈣制備系統(tǒng)”;
d.氯化鈣制備系統(tǒng)由“蒸餾系統(tǒng)”反應(yīng)放出之乳液，壓濾，濾餅送“鎂鹽制備系統(tǒng)”，濾液經(jīng)濃縮、過濾回收再生鹽，送“鹽水制備系統(tǒng)”，過濾后之液體再送熬鈣裝置制二水氧化鈣、無水氯化鈣之成品;
e.鎂鹽制備系統(tǒng)由“氯化鈣制備系統(tǒng)”來之富鎂濾餅加水調(diào)成乳液，送入鎂鹽碳化塔，通入由“純堿制造系統(tǒng)”來的鍋氣，反應(yīng)后壓濾、濾液熱解后過濾，濾餅通熱風(fēng)干燥、焙燒制輕質(zhì)氧化鎂，熱濾液送“灰窯系統(tǒng)”;
f.碳銨系統(tǒng)將由“蒸餾系統(tǒng)”來之濃銨水、“灰窯系統(tǒng)”來之灰窯窯氣送入碳銨碳化塔，塔底生成碳銨結(jié)晶，分離晶液，結(jié)晶碳銨送“純堿制造系統(tǒng)”，碳銨母液送“蒸餾系統(tǒng)”;
g.灰窯系統(tǒng)將白云石和煤送入灰窯燒成白云灰，白云灰在消化槽用由“鎂鹽制備系統(tǒng)”來之熱水消化為白云灰乳，白云灰乳送“蒸餾系統(tǒng)”，窯頂引出窯氣，經(jīng)水洗滌除去塵雜、壓縮、冷卻后送“碳銨系統(tǒng)”。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、改進(jìn)了氨堿法的蒸銨操作，利用蒸銨裝置將純堿與鎂鹽工藝嫁接起來，采用白云灰乳[Ca(OH)2·Ng(OH)2]與母液反應(yīng)，減少廢液的產(chǎn)生，降低污染。蒸銨中氨得到回收外，尚可得到含富鎂[Ng(OH)2]濾餅，作為制鎂鹽的廉價(jià)原料。同時(shí)還可從濾液中回收再制鹽和獲得氯化鈣產(chǎn)品，回收鹽返回制堿系統(tǒng)中降低鹽耗。
2、改進(jìn)了白云石碳化法制鎂鹽的工藝。傳統(tǒng)法是采用白云灰乳[Ng(OH)2·Ca(OH)2]。本發(fā)明采用白云灰蒸銨后所得富鎂濾餅[Ng(OH)2]，所以從裝置的投料上講，本發(fā)明采用高濃鎂料，因此產(chǎn)量高，設(shè)備利用率大，生產(chǎn)費(fèi)用低。而傳統(tǒng)的白云灰蒸銨，反應(yīng)后生成大量的CaCO3給過濾操作造成困難。而使白云灰蒸銨，濾餅則因大部分Ca(OH)2已成CaCl2隨濾液而去，所以碳化后，大量鎂成份成為重鎂[Ng(HCO3)2]進(jìn)入溶液，而濾渣則相對(duì)地要少的多，因之，工藝得到改進(jìn)，操作得到改善。再者CaCl2產(chǎn)品銷售價(jià)格要遠(yuǎn)較CaCO3價(jià)格為高，其用途也廣。
3、傳統(tǒng)氨堿法復(fù)分解制堿是氣-液-固多相反應(yīng)，而本發(fā)明的工藝，復(fù)分解是采用固-液反應(yīng)，制堿基理上更加符合費(fèi)道契耶夫相圖理論上的最佳作業(yè)區(qū)。本發(fā)明較傳統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單、裝置簡(jiǎn)單，基建投資小。
下面結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。
附圖為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
參照附圖，本發(fā)明包括鹽水制備系統(tǒng)、純堿制造系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、氯化鈣制備系統(tǒng)、鎂鹽制備系統(tǒng)、碳銨系統(tǒng)和灰窯系統(tǒng)。
1、鹽水制備系統(tǒng)原鹽(NaCl，90%)與水在化鹽槽內(nèi)于60℃下溶解為飽和鹽水，比重在15℃下約為1.21，經(jīng)泵打入除鎂槽(槽內(nèi)有攪拌機(jī))，經(jīng)分析Ng2+含量，加入石灰乳[Ca(OH)2]進(jìn)行除鎂
然后再打入除鈣槽，分析Ca2+后再加入純堿(Na2CO3)除鈣
再由泵打入澄清槽，經(jīng)靜置澄清為透明精制鹽水(NaCl含量約為308克/升)，送“純堿制造系統(tǒng)”。
2、純堿制系統(tǒng)鹽水計(jì)量后(5.2M3/噸堿)打入復(fù)分解堿釜，開動(dòng)攪拌機(jī)，升溫至≯32℃，再加入粉狀碳銨(NH4HCO3)(約2.1噸/噸堿)。反應(yīng)進(jìn)行30～40分鐘，出料，并進(jìn)行離心過濾
濾餅為重堿(NaHCO3)送煅燒爐，在180℃下重堿分解
Na2CO3經(jīng)冷卻、包裝，是為純堿產(chǎn)品。鍋氣(NH3+CO2+H2O)從煅燒爐中導(dǎo)出，經(jīng)洗塔用水洗滌，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮為6kgf/cm2供“鎂鹽制備系統(tǒng)”的碳化塔之用(含CO285%)。離心機(jī)過濾之堿母液放貯于堿母液槽，由泵送往蒸餾系統(tǒng)。
3、蒸餾系統(tǒng)由“純堿制造系統(tǒng)”來之堿母液與由“灰窯系統(tǒng)”來之白云灰乳[Ca(OH)2Mg(OH)2]，在蒸餾塔內(nèi)，在塔溫95-105℃下加熱反應(yīng)
分解出的氣體(NH3+CO2+水汽)由塔頂導(dǎo)入冷凝器，冷凝的含氨之液放入銨水槽，供制濃銨水用。冷凝后的氣體經(jīng)濃銨水制備裝置制成濃銨水，供“碳銨系統(tǒng)”去制備碳銨(回收氨)，或送磷銨裝置。
4、氯化鈣制備系統(tǒng)，由蒸餾塔反應(yīng)放出之乳液，經(jīng)壓濾、濾餅為富鎂物料送“鎂鹽制備系統(tǒng)”，供制造鎂鹽系列產(chǎn)品。濾液送鈣液槽貯備，經(jīng)泵打入濃縮設(shè)備，在達(dá)140℃時(shí)將沉下之結(jié)晶經(jīng)過濾得回收再生鹽(NaCl)送“鹽水制備系統(tǒng)”供制鹽水。過濾后之液體含CaCl2將近40%，再送熬鈣裝置，大約在160℃下水份蒸發(fā)其CaCl2含量將達(dá)到≥70%。取出冷卻，制成二水氯化鈣(CaCl2·2H2O)成品。
5、鎂鹽制備系統(tǒng)由“氯化鈣制備系統(tǒng)”來的富鎂濾餅加水調(diào)成乳液，送入鎂鹽碳化塔，在25℃下由塔下通入由“純堿制造系統(tǒng)”來的鍋氣[含CO2≥85%(壓力為6kgf/cm2)]，反應(yīng)約30分鐘放料。經(jīng)壓濾，濾餅為渣泥(輕質(zhì)CaCO3)去處理，或棄之或待加工成其他產(chǎn)品;濾液送入熱解槽，吹入蒸汽，溫度控制在≥90℃下進(jìn)行熱解反應(yīng)
熱解后堿式碳酸鎂沉下，經(jīng)過濾得含水份70%-80%的濾餅，再在溫度≯230℃干燥設(shè)備內(nèi)通熱風(fēng)干燥，得輕質(zhì)碳酸鎂成品。如再進(jìn)一步焙燒，控制溫度在850℃，得輕質(zhì)氧化鎂(MgO)成品
熱濾液主要是水，送“灰窯系統(tǒng)”供白云灰、或石灰(CaO)消化以制白云灰乳、或石灰乳。
6、碳銨系統(tǒng)將由“蒸餾系統(tǒng)”來之濃銨水(含氨≥180tt)經(jīng)泵打入碳銨碳化塔，再將由“灰窯系統(tǒng)”來之灰窯氣(含CO235%)要壓縮至8kgf/cm2送入碳銨碳化塔，塔底生成碳銨結(jié)晶。放出部分晶液，經(jīng)離心機(jī)分離晶液。結(jié)晶碳銨送“純堿制造系統(tǒng)”供制純堿，碳銨母液送“蒸餾系統(tǒng)”供制濃銨水。
7、灰窯系統(tǒng)將白云石(粒度φ75-200n/m)和煤(無煙煤粒度25-50n/m)經(jīng)上料斗送入立式灰窯，在窯溫1000℃燒成白云灰CaCO3·MgCO3(白云石含MgO約21%)→CaO·MgO(白云灰)+CO2↑白云灰在消化槽中用由“鎂鹽制備系統(tǒng)”來之熱水(熱解濾液)消化為白云灰乳
白云灰乳送“蒸餾系統(tǒng)”。窯頂不斷引出窯氣(CO235%)，經(jīng)水洗滌除去塵雜，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至8kgf/cm2壓力，冷卻至∠30℃后，送“碳銨系統(tǒng)”由碳銨碳化塔底部送入以制碳銨。煅燒白云石時(shí)，也可以使用白煤煅燒。
權(quán)利要求
1.一種鎂堿聯(lián)合生產(chǎn)工藝，其特征在于它包括鹽水制備系統(tǒng)、純堿制造系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)、氯化鈣制備系統(tǒng)、鎂鹽制備系統(tǒng)、碳銨系統(tǒng)和灰窯系統(tǒng)a.鹽水制備系統(tǒng)原鹽除去鎂、鈣離子制成精制鹽水，送“純堿制造系統(tǒng)”；b.純堿制造系統(tǒng)精制鹽水加入碳銨，反應(yīng)畢過濾濾餅煅燒制純堿，鍋氣送“鎂鹽制備系統(tǒng)”，過濾之堿母液送“蒸餾系統(tǒng)”；c.蒸餾系統(tǒng)由“純堿制造系統(tǒng)”來之堿母液，與由“灰窯系統(tǒng)”來之白云灰乳反應(yīng)，制得濃銨水供“碳銨系統(tǒng)”，反應(yīng)之乳液送“氯化鈣制備系統(tǒng)”；d.氯化鈣制備系統(tǒng)由“蒸餾系統(tǒng)”反應(yīng)放出之乳液，壓濾，濾餅送“鎂鹽制備系統(tǒng)”，濾液經(jīng)濃縮、過濾回收再生鹽，送“鹽水制備系統(tǒng)”，過濾后之液體再送熬鈣裝置制二水氧化鈣、無水氯化鈣之成品；e.鎂鹽制備系統(tǒng)由“氯化鈣制備系統(tǒng)”來之富鎂濾餅加水調(diào)成乳液，送入鎂鹽碳化塔，通入由“純堿制造系統(tǒng)”來的鍋氣，反應(yīng)后壓濾、濾液熱解后過濾，濾餅通熱風(fēng)干燥、焙燒制輕質(zhì)氧化鎂，熱濾液送“灰窯系統(tǒng)”；f.碳銨系統(tǒng)將由“蒸餾系統(tǒng)”來之濃銨水、“灰窯系統(tǒng)”來之灰窯窯氣送入碳銨碳化塔，塔底生成碳銨結(jié)晶，分離晶液，結(jié)晶碳銨送“純堿制造系統(tǒng)”，碳銨母液送“蒸餾系統(tǒng)”；g.灰窯系統(tǒng)將白云石和煤送入灰窯燒成白云灰，白云灰在消化槽中用由“鎂鹽制備系統(tǒng)”來之熱水消化為白云灰乳，白云灰乳送“蒸餾系統(tǒng)”，窯頂引出窯氣(CO2)，經(jīng)水洗滌除去塵雜，壓縮、冷卻后送“碳銨系統(tǒng)”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特是“純堿制造系統(tǒng)”中產(chǎn)生的鍋氣從煅燒爐中導(dǎo)出，經(jīng)洗塔用水洗滌，再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮為6Kgf/cm2供“鎂鹽制備系統(tǒng)”。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)工藝，其特征是在“碳銨系統(tǒng)”中，送入碳銨碳化塔的灰窯窯氣要壓縮到8kgf/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)工藝，其特征是在灰窯系統(tǒng)煅燒白云石時(shí)，可以使用白煤煅燒。
全文摘要
本發(fā)明以碳銨和原鹽為原料，進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)制作純堿；以白云灰為原料與制堿母液(含NH
文檔編號(hào)C01D7/02GK1087063SQ9310714
公開日1994年5月25日 申請(qǐng)日期1993年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月23日
發(fā)明者翟慶余, 田文學(xué) 申請(qǐng)人:河北奧瑞金鎂堿化工研究所