一種苦鹵水資源化利用集成工藝及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提出了一種對原鹽生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物苦鹵水進(jìn)行資源化利用的集成工 藝，屬于化工結(jié)晶分離技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 山東省是我國主要鹽產(chǎn)區(qū)之一，是全國原鹽、鹽化工的重要生產(chǎn)基地。據(jù)統(tǒng)計， 2014年山東省原鹽產(chǎn)量1812.52萬t，占全國原鹽產(chǎn)量的28.17%。山東省鹽產(chǎn)地主要分布在 濰坊地區(qū)的寒亭區(qū)、壽光縣和昌邑縣的北部濱海地區(qū)，這些地區(qū)原鹽生產(chǎn)主要是利用萊州 灣沿岸的地下鹵水資源，由于該地下鹵水礦化度普遍在100-170g/L，9-16°Be'范圍內(nèi)，因此 用此鹵水制鹽較普通海水制鹽具有得天獨厚的優(yōu)勢，其萬噸鹽基建投資成本和生產(chǎn)成本僅 是海鹽生產(chǎn)的40 %和30 %。
[0003] 萊州灣地區(qū)的原鹽生產(chǎn)工藝普遍采用以下方法:從地下抽取的鹵水首先利用空氣 吹出法提溴，提溴母液送至鹽場蒸發(fā)曬鹽，產(chǎn)出原鹽并副產(chǎn)大約28° Be'的濃縮鹵水，其中含 有大量的鉀、鎂、硼、鋰、鈾等極具經(jīng)濟價值的化學(xué)成分。經(jīng)過實地調(diào)查，該地區(qū)除少數(shù)大型 制鹽企業(yè)開展了對制鹽苦鹵提鉀、提鎂的資源化利用之外，其余大多數(shù)企業(yè)都將其直接排 放，資源利用率不足30%。其原因是如果僅進(jìn)行提鉀、提鎂等綜合利用，目前的生產(chǎn)工藝相 對復(fù)雜，改造費用較大，中小型企業(yè)較難承受，并且提鉀、提鎂的產(chǎn)品主要是經(jīng)濟價值相對 較低的氯化鉀、氯化鎂（鹵片）、硫酸鎂等，投資回收周期長，技術(shù)推廣困難。此外，未經(jīng)妥善 處置的苦鹵水排海后不可避免地會對海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，特別是萊州灣海域?qū)儆诜忾] 型海域，苦鹵中的高濃度物質(zhì)很難被海水快速稀釋、分散，極易破壞海洋生物生存環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對目前苦鹵水處置過程中出現(xiàn)的上述問題，提出了一種苦鹵水資源化利 用集成工藝，包含提鉀工藝段、提鎂工藝段和霧化結(jié)晶制粗鹽工藝段，聯(lián)產(chǎn)得到硝酸鉀、氫 氧化鎂和粗鹽產(chǎn)品，具體是：1)將苦鹵水經(jīng)Na+型沸石吸附，得到K+型沸石和提鉀母液，使用 洗脫液對K+型沸石進(jìn)行洗脫，轉(zhuǎn)化為NH4+型沸石，同時結(jié)晶得到硝酸鉀產(chǎn)品；2)在提鉀母液 中加入氨沉淀劑，沉淀反應(yīng)充分后經(jīng)固液分離，得到提鎂母液，烘干固體得到氫氧化鎂產(chǎn) 品；3)提鎂母液經(jīng)吹脫工藝后，分離出氨氣和老鹵溶液;氨氣回收形成回收氨水溶液，部分 老鹵溶液結(jié)晶得到粗鹽產(chǎn)品；4)將步驟3)中部分老鹵溶液用于NH4+型沸石再生，轉(zhuǎn)換成Na+ 型沸石，同時得到富氨老鹵。
[0005] 進(jìn)一步的，所述步驟2)中氨沉淀劑有三部分來源:外部添加的補充氨、步驟3)中形 成的回收氨水溶液、步驟4)中形成的富氨老鹵。
[0006] 進(jìn)一步的，所述補充氨為含氨25-28%的水溶液。
[0007] 進(jìn)一步的，所述補充氨用量為氨沉淀劑含氨摩爾總量的40-50%，回收氨水溶液和 富氨老鹵的用量為氨沉淀劑含氨摩爾總量的50-60%。
[0008] 進(jìn)一步的，所述步驟1)中洗脫液為質(zhì)量濃度為10-30%的硝酸銨。
[0009] 進(jìn)一步的，所述沸石為斜發(fā)沸石，所述斜發(fā)沸石中Si〇2質(zhì)量含量^60%，斜發(fā)沸石 的粒徑為8-10mm。
[0010] 進(jìn)一步的，還包括熱量交換工藝過程，具體是將結(jié)晶工藝和烘干工藝排出的熱空 氣用于預(yù)熱步驟3)的老鹵溶液，或用于沉淀反應(yīng)加溫;將各工藝段產(chǎn)生的冷凝鹵水對結(jié)晶 設(shè)備的進(jìn)風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱。
[0011] -種苦鹵水資源化利用集成設(shè)備，苦鹵池連接離子交換柱的入口，離子交換柱的 出口分別連接硝酸鉀結(jié)晶器、富氨老鹵槽和提鉀母液池;所述提鉀母液池連接沉淀槽的頂 端入口，沉淀槽的下端側(cè)面入口分別連接補充氨槽、回收氨槽及富氨老鹵槽，下端側(cè)面出口 連接提鎂母液池，底端出口連接氫氧化鎂結(jié)晶器;所述提鎂母液池連接吹脫塔的入口，所述 吹脫塔的上端出口連接吸收塔的入口，吹脫塔的下端出口連接粗鹽結(jié)晶器，所述吸收塔的 出口連接回收氨槽。
[0012] 進(jìn)一步的，所述硝酸鉀結(jié)晶器、氫氧化鎂結(jié)晶器以及粗鹽結(jié)晶器分別連接電熱風(fēng) 機。
[0013] 進(jìn)一步的，所述離子交換柱串聯(lián)級數(shù)^三級，離子交換柱的直徑S400mm，離子交 換柱中斜發(fā)沸石的填充高度^ 2m。
[0014] 該工藝具有以下技術(shù)優(yōu)勢：（1)產(chǎn)品附加值高：可從苦鹵中連續(xù)提取出硝酸鉀，氫 氧化鎂和粗鹽(氯化鈉和硫酸鈉)三種鹽化工產(chǎn)品；（2)原材料種類少:僅需硝酸銨和工業(yè)氨 水兩種生產(chǎn)原料，工藝內(nèi)部可回收氨水并循環(huán)利用，氨水消耗量低；（3)工藝能耗低:霧化結(jié) 晶器和烘干設(shè)備排出的熱空氣，進(jìn)入管殼換熱器與老鹵換熱，一方面可預(yù)熱老鹵利于后續(xù) 蒸發(fā)，另一方面可將溫度較高的一部分老鹵分流到提鉀工藝段再生吸附飽和的NH4+型斜發(fā) 沸石。霧化結(jié)晶器和烘干設(shè)備排出的熱空氣對氫氧化鎂沉淀槽加溫，有利于氫氧化鎂結(jié)晶。 冷凝苦鹵水和霧化結(jié)晶制粗鹽段霧化結(jié)晶器進(jìn)風(fēng)進(jìn)行換熱等方式將熱能循環(huán)利用；（4)環(huán) 境影響小:集成工藝最終排放的冷凝鹵水鹽度小于3.5 %，溫度處于(20 ± 5) °C范圍，與海水 鹽度和溫度相當(dāng)，因此不會對海洋環(huán)境產(chǎn)生影響。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明一種苦鹵水資源化利用集成工藝原理圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明一種苦鹵水資源化利用集成工藝流程圖；
[0017]圖3為本發(fā)明中沉淀槽8的結(jié)構(gòu)形式圖。
[0018] 其中：1-苦鹵池;2-苦鹵栗;3-離子交換柱;4-硝酸銨溶液槽;5-硝酸銨溶液栗;6-補充氨槽;補充氨栗;8-沉淀槽;9-提儀母液池；10-提儀母液栗；11-吹脫塔；12-吸收塔； 13-回收氨槽;14-回收氨栗；15-第一霧化結(jié)晶器(硝酸鉀結(jié)晶器）；16-第一電熱風(fēng)機;17-第 一旋風(fēng)分離器；18-硝酸鉀晶體收集槽；19-烘干設(shè)備(氫氧化鎂結(jié)晶器）；20-氫氧化鎂晶體 收集槽;21-粗鹽晶體收集槽;22-換熱器;23-第二霧化結(jié)晶器(粗鹽結(jié)晶器）；24-第二電熱 風(fēng)機;25-第二旋風(fēng)分離器;81-攪拌槳葉;82-結(jié)晶器;83-提鉀母液管路;84-補充氨槽管路； 85-回收氨管路;86-富氨老鹵管路;87-熱空氣管路。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明所涉及的苦鹵水資源化利用集成工藝包括三個工藝段：分別是提鉀工藝 段、提鎂工藝段和霧化結(jié)晶制粗鹽工藝段，其中提鉀工藝段的產(chǎn)品為硝酸鉀，提鎂工藝段的 產(chǎn)品為氫氧化鎂，霧化結(jié)晶工藝段的產(chǎn)品為粗鹽，主要產(chǎn)物為氯化鈉和硫酸鈉。本發(fā)明的實 質(zhì)是將目前以苦鹵為原料單獨生產(chǎn)鉀鹽、鎂鹽的單項工藝有機地結(jié)合成一個整體，最大程 度的減少原材料的投放品類和投放量，并且提取出種類豐富且經(jīng)濟附加值高的產(chǎn)品，同時 減少工藝外排污染物總量，促進(jìn)原鹽生產(chǎn)行業(yè)環(huán)境保護技術(shù)的發(fā)展。本發(fā)明所涉及的苦鹵 水資源化利用集成工藝中三個工藝段之間既相對獨立，又相互聯(lián)系，通過工藝整體上的優(yōu) 化布局，重新建立了苦鹵水資源化利用產(chǎn)品體系，形成了物料回收循環(huán)再利用和熱能的高 效利用，減少了原材料的消耗和能源消費成本，提升企業(yè)綜合經(jīng)濟效益。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明所涉及的苦鹵水資源化利用集成工藝分為三個工藝段:提鉀工 藝段、提鎂工藝段和霧化結(jié)晶制粗鹽工藝段。具體步驟為：
[0021] 1)提鉀工藝段采用斜發(fā)沸石離子交換劑提取鉀的改進(jìn)工藝，首先苦鹵水經(jīng)過離子 交換柱吸附K+，離子交換柱中的斜發(fā)沸石由Na+型轉(zhuǎn)換成K+型，經(jīng)過離子交換柱后的苦鹵水 稱為"提鉀母液"；<